Sáng kiến kinh nghiệm " Phương pháp dạy học mô vật lý "

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:349

Thêm vào BST

Báo xấu

242
lượt xem 66
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong những năm gần đây, việc đổi mới công tác giáo dục diễn ra rất sôi động trên thế giới và ở nước ta. Sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước ta đòi hỏi ngành giáo dục phải đổi mới đồng bộ cả mục đích, nội dung, phương pháp và phương tiện dạy học. Trên cơ sở tiếp thu những thành tựu mới của khoa học giáo dục trên thế giới và phát huy những thành tựu đã đạt được của nền giáo dục nước nhà, các giải pháp đề ra phải vừa theo kịp sự...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm " Phương pháp dạy học mô vật lý "

LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, việc đổi mới công tác giáo dục diễn ra rất sôi động trên thế giới và ở nước ta. Sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước ta đòi hỏi ngành giáo dục phải đổi mới đồng bộ cả mục đích, nội dung, phương pháp và phương tiện dạy học. Trên cơ sở tiếp thu những thành tựu mới của khoa học giáo dục trên thế giới và phát huy những thành tựu đã đạt được của nền giáo dục nước nhà, các giải pháp đề ra phải vừa theo kịp sự phát triển chung của khoa học giáo dục trên thế giới và vừa phù hợp với điều kiện cụ thể của nước ta sao cho khả thi và hiệu quả. Cuốn sách này được viết dựa trên những công trình nghiên cứu và những bài giảng của các tác giả trong những năm gần đây ở Khoa Vật lí- Trường Đại học Sư phạm Hà nội. Các tác giả đã cố gắng quán triệt mục tiêu của giáo dục trong giai đoạn mới như đã được chỉ rõ trong Nghị quyết Trung ương lần 2 khoá VIII: một mặt phải đảm bảo cho thế hệ trẻ tiếp thu được những tinh hoa của nền văn hoá nhân loại; mặt khác phải phát huy tính năng động cá nhân, bồi dưỡng năng lực sáng tạo. Quan điểm xuyên suốt các phương pháp dạy học là dạy học bằng hoạt động, thông qua hoạt động. Học sinh bằng hoạt động tích cực, tự lực của mình mà chiếm lĩnh kiến thức, hình thành kĩ năng, phát triển năng lực sáng tạo, bồi dưỡng tình cảm, thái độ. Vai trò của giáo viên trong dạy học là tổ chức, hướng dẫn giúp đỡ học sinh thực hiện tốt các hoạt động học tập. Với cách dạy học mới này, việc dạy học không còn là truyền thụ kiến thức một chiều như trước đây, mà đòi hỏi người giáo viên phải học tập và rèn luyện công phu để có được một kĩ thuật dạy học mới. Các tác giả đã cố gắng đưa ra những qui trình làm việc cơ bản của người giáo viên vật lí đảm bảo cho công tác dạy học đạt được mục tiêu do chương trình giáo dục đề ra và cũng gợi mở những hướng sáng tạo để nâng cao chất lượng dạy học trong điều kiện cụ thể. Giáo trình này được dùng chủ yếu cho việc đào tạo các cử nhân sư phạm ngành vật lí. Một số chương được trình bày sâu, mang tính chất chuyên khảo, có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho việc đào tạo thạc sĩ, tiến sĩ.
Vì cuốn sách đề cập đến nhiều vấn đề mới mẻ, mới bước đầu được áp dụng trong dạy học vật lí ở nước ta nên khó tránh khỏi những chỗ thiếu sót. Các tác giả mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các bạn đọc đồng nghiệp để lần xuất bản sau cuốn sách được hoàn thiện hơn, phục vụ kịp thời sự nghiệp đổi mới giáo dục. Hà nội, mùa xuân 2002 Các tác giả MỞ ĐẦU
1. ĐỐI TƯỢNG VÀ NHIỆM VỤ CỦA MÔN PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÍ Phương pháp dạy học vật lí là một ngành của khoa học giáo dục, nghiên cứu quá trình dạy học môn vật lí. Việc xác định những đặc điểm, bản chất, qui luật vận động của quá trình đó sẽ giúp người giáo viên vật lí có thể điều khiển được diễn biến của nó nhằm đạt được mục đích của việc dạy học môn vật lí. Trong quá trình dạy học, có hai loại nhân vật hoạt động đồng thời: giáo viên dạy, học sinh học. Giữa hai loại nhân vật này có nhiều mối quan hệ như quan hệ giữa giáo viên và cá nhân mỗi học sinh, quan hệ giữa giáo viên với tập thể học sinh trong lớp, giữa học sinh với nhau. Hoạt động của hai loại nhân vật này đều nhằm chung một mục đích cuối cùng là làm cho mỗi cá nhân lĩnh hội được nội dung môn học bao gồm cả kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo, những năng lực và phẩm chất đạo đức có liên quan đến môn học. Trong quá trình dạy học, muốn biến nội dung môn học thành vốn liếng của cá nhân học sinh thì phải xét sự vận động của nội dung dạy học trong mối liên hệ với mục đích dạy học và phương pháp dạy học: Mục đích → Nội dung → Phương pháp Mục đích dạy học là phẩm chất nhân cách mà xã hội đòi hỏi. Nội dung dạy học ở đây là môn vật lí học. Phương pháp dạy học ở đây là cách thức hoạt động và phối hợp hành động của giáo viên và học sinh để đạt được mục đích đề ra. Ba thành phần này tác động lẫn nhau, qui định lẫn nhau, trong đó mục đích dạy học giữ vai trò chủ đạo. Sự phân tích đặc điểm của quá trình dạy học như trên dẫn đến việc xác định nhiệm vụ của môn phương pháp dạy học vật lí ở trường phổ thông như sau: a) Căn cứ vào nhiệm vụ chung của trường phổ thông và đặc điểm của môn vật lí, xác định những nhiệm vụ của việc dạy học vật lí và đề ra đường lối thực hiện những nhiệm vụ ấy. b) Xác định nội dung và trình tự sắp xếp các vấn đề rút ra từ khoa học vật lí đưa vào môn vật lí ở trường phổ thông sao cho đáp ứng được yêu cầu đào tạo con người mới và phù hợp với lứa tuổi, với trình độ học sinh ở từng cấp học.
c) Nghiên cứu những phương pháp dạy học vật lí (cách thức hoạt động và ứng xử của giáo viên, cách thức hoạt động của học sinh và mối quan hệ giữa các hoạt động đó) nhằm đạt được mục đích dạy học vật lí. d) Vận dụng lí luận chung ở trên để xác định tiến trình dạy học các đề tài cụ thể của giáo trình vật lí ở trường phổ thông. Nói tóm lại, môn phương pháp dạy học vật lí nghiên cứu giải quyết ba vấn đề cơ bản: • Dạy học vật lí để làm gì? • Dạy học những gì trong môn vật lí? • Dạy học vật lí như thế nào ở trường phổ thông? 2. MỐI QUAN HỆ GIỮA MÔN PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÍ VÀ CÁC MÔN KHOA HỌC KHÁC Trong dạy học vật lí, ta phải xử lí nhiều mối quan hệ thuộc nhiều lĩnh vực nên môn phương pháp dạy học vật lí phải sử dụng những thành tựu của các môn khoa học khác để giải quyết những vấn đề có liên quan của bản thân nó. 2.1. TRIẾT HỌC DUY VẬT BIỆN CHỨNG Triết học duy vật biện chứng nghiên cứu những qui luật chung nhất của sự phát triển tự nhiên, xã hội và tư duy con người. Nó là cơ sở phương pháp luận cho mọi khoa học, trong đó có phương pháp dạy học vật lí. Nó chỉ cho ta con đường đúng đắn để nhận thức chân lí khách quan (nhận thức luận), hiểu được giá trị của phương pháp nhận thức vật lí, giúp hình thành thế giới quan duy vật biện chứng ở thế hệ trẻ. Nó cung cấp cho phương pháp dạy học vật lí phương pháp nghiên cứu đúng đắn: xem xét những hiện tượng giáo dục nói chung và dạy học vật lí nói riêng trong quá trình phát triển và trong mối quan hệ phụ thuộc lẫn nhau, tuân theo qui luật mâu thuẫn thống nhất, qui luật lượng biến đổi dẫn đến chất đổi. 2.2. VẬT LÍ HỌC
Dĩ nhiên, phương pháp dạy học vật lí có liên hệ chặt chẽ với khoa học vật lí. Phương pháp dạy học vật lí phải lựa chọn trong kho tàng vô cùng phong phú của vật lí học những kiến thức cơ bản nhất, cần thiết nhất và sắp xếp thành hệ thống hợp lí để đưa vào trường phổ thông. Những kiến thức đó cũng phải thuận tiện để có thể rèn luyện cho học sinh cả những phương pháp nghiên cứu điển hình được các nhà vật lí học sử dụng rộng rãi. Mặc dù vật lí học đưa vào trường phổ thông đã là một dạng biến đổi của khoa học vật lí cho phù hợp với trình độ học sinh, mục đích dạy học và điều kiện của nhà trường, nhưng phải luôn luôn đảm bảo tính chính xác, phản ánh được những thành tựu mới nhất của vật lí học trong từng lĩnh vực. Vật lí học phát triển nhanh như vũ bão. Ngày càng có nhiều sự kiện mới được phát hiện dẫn đến việc xây dựng những khái niện mới, những định luật mới, lí thuyết mới. Đã có nhiều trường hợp các nhà khoa học phát hiện ra một lí thuyết cũ đã sai lầm, không giải thích được một số hiện tượng thực tế mới, phải xây dựng lí thuyết mới thay thế. Trong quá trình đó, nội dung của môn vật lí ở trường phổ thông phải được thay đổi kịp thời. 2.3. GIÁO DỤC HỌC Quá trình dạy học môn vật lí là một bộ phận của quá trình giáo dục nói chung, tuân theo những qui luật chung của giáo dục. Dạy học vật lí không phải đơn thuần là truyền thụ cho học sinh những kiến thức vật lí mà thông qua dạy học môn vật lí phải góp phần hình thành và phát triển phẩm chất, nhân cách toàn diện cho học sinh. Bởi vậy, phương pháp dạy học vật lí phải vận dụng những kết quả nghiên cứu của giáo dục học vào việc xác định mục đích, nhiệm vụ môn vật lí trong toàn hệ thống giáo dục, xác định những hình thức và cách thức hoạt động của giáo viện và học sinh trong giờ học vật lí phù hợp với phương pháp chung hình thành nhân cách học sinh. 2.4. TÂM LÍ HỌC Theo quan điểm hiện đại, dạy học thực chất là hình thành và phát triển nhân cách học sinh. Muốn làm tốt điều đó thì nhất thiết phải hiểu biểu những đặc điểm tâm lí của học sinh và những qui luật của sự phát triển nhân cách, trong đó
có năng lực trí tuệ. Nói cách khác, cần phải biết tâm lí học lứa tuổi, tâm lí học dạy học và giáo dục (nghiên cứu những biến đổi của nhân cách dưới tác động của hoạt động sư phạm), qui luật của sự phát triển hoạt động nhận thức. Thực tế ngày càng chứng tỏ rằng: những thành tựu mới của tâm lí học trở thành nguồn gốc, là cơ sở của những phương pháp dạy học mới hữu hiệu. 2.5. TOÁN HỌC Vật lí học là một khoa học chính xác. Đa số các khái niệm, định luật vật lí được diễn đạt bằng những công thức toán học. Đặc biệt là việc biến đổi những công thức toán học đó có thể dẫn tới dự đoán được những diễn biến của hiện tượng vật lí hoặc những hiện tượng, những đặc tính mới của thế giới vật chất. Có thể nói: toán học là một công cụ không thể thiếu được trong nghiên cứu vật lí học. Sự thiếu hiểu biết về toán học nhiều khi gây ra những khó khăn lớn trong học tập vật lí không thể vượt qua được. Sự chuẩn bị cho học sinh không đầy đủ về vốn kiến thức toán học là một trong những nguyên nhân quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng học tập vật lí. 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÍ Với tư cách là một ngành của khoa học giáo dục, phương pháp dạy học vật lí sử dụng những phương pháp chung của khoa học giáo dục vận dụng vào phương pháp dạy học vật lí. Cơ sở phương pháp luận chung của mọi khoa học là triết học duy vật biện chứng. Nó cung cấp cho ta những quan điểm cơ bản về con đường nhận thức thế giới, nhận thức chân lý. Những tư tưởng của triết học duy vật biện chứng cần được quán triệt trong phương pháp nghiên cứu phương pháp dạy học vật lí là: - Xem xét những quá trình và hiện tượng trong mối quan hệ nhiều mặt và tác động qua lại giữa chúng. - Xem xét những quá trình và hiện tượng trong sự vận động và phát triển, chỉ ra những bước chuyển hoá từ sự biến đổi về lượng sang sự biến đổi về chất. - Phát hiện những mâu thuẫn nội tại và sự đấu tranh giữa các mặt đối lập để tìm ra những động lực phát triển.
- Coi thực tiễn là nguồn gốc nhận thức và là tiêu chuẩn của chân lí. Những phương pháp nghiên cứu cụ thể của phương pháp dạy học vật lí gồm: a) Nghiên cứu lí luận Trong nghiên cứu lý luận, người ta dựa vào những tài liệu đã có, những lí thuyết đã được khẳng định, những thành tựu của nhân loại trên nhiều lĩnh vực khác nhau, những văn kiện chỉ đạo của Đảng và Nhà nước để xem xét vấn đề và tìm ra giải pháp hợp lí, có sức thuyết phục, xây dựng một lí thuyết hoàn toàn mới bổ sung, cụ thể hoá lí thuyết cũ. b) Quan sát sư phạm Quan sát có mục đích diễn biến thực của các hiện tượng sư phạm, hiện tượng giáo dục để thu thập những tài liệu, dấu hiệu, số liệu cụ thể đặc trưng cho quá trình diễn biến của hiện tượng mà ta dự định khảo sát. Trước khi quan sát, cần xác định rõ mục đích, đối tượng, nội dung, và cả tiêu chí đánh giá, đo lường các kết quả quan sát. Trong khi quan sát thực tiễn sư phạm, cũng có khi tình cờ người ta phát hiện ra những sự kiện, hiện tượng sư phạm mới ngoài dự kiến đòi hỏi phải nghiên cứu. c) Tổng kết kinh nghiệm Tổng kết kinh nghiệm thực chất là đánh giá và khái quát hoá những kinh nghiệm đã thu thập được trong hoạt động thực tiễn, từ đó phát hiện ra những vấn đề cần khẳng định để đưa ra áp dụng rộng rãi hoặc cần tiếp tục nghiên cứu hay loại bỏ. Đặc biệt quan trọng là: việc tổng kết kinh nghiệm nhiều khi dẫn đến khám phá ra những mối liên hệ có tính qui luật của những hiện tượng giáo dục. Tổng kết kinh nghiệm cần phải có lí luận để soi sáng, giải thích tính chất hợp lí, phù hợp với những qui luật đã được khẳng định thì mới tránh khỏi tính chất ngẫu nhiên, lộn xộn, hời hợt của kết luận. d) Thực nghiệm sư phạm Trong thực nghiệm sư phạm, người ta chủ động gây những tác động vào quá trình dạy học và giáo dục để xem xét kết quả của những tác động đó. Những
tác động đó xảy ra trong những điều kiện có thể khống chế, điều chỉnh, thay đổi được, ít chịu ảnh hưởng của các yếu tố ngẫu nhiên khác. Thực nghiệm sư phạm thường được dùng để kiển tra (khẳng định hoặc bác bỏ) tính đúng đắn của một giả thuyết được rút ra từ nghiên cứu lí luận. Thực nghiệm sư phạm là một phương pháp nghiên cứu rất có hiệu lực, song việc thực hiện nó rất công phu và có nhiều khó khăn. Nguyên nhân của những khó khăn đó vì nhà sư phạm thực hiện một tác động lên những con người cụ thể, kết quả thu được có thể không giống nhau, phụ thuộc vào nhiều yếu tố tâm lí. Đối với mỗi học sinh cụ thể cũng khó có thể cô lập được các yếu tố không tác động khác, để chỉ xem xét ảnh hưởng của yếu tố tác động. Như vậy, những kết quả thực nghiệm thường chỉ có ý nghĩa xác suất, phải xử lí bằng phương pháp thống kê. Nhưng muốn sử dụng phương pháp thống kê lại cần phải đo lường được, lượng hoá được các dấu hiệu. Đó cũng là một việc rất khó khăn. Thông thường, những phương pháp nghiên cứu trên được kết hợp với nhau, làm cho các kết quả thu được vừa có sức thuyết phục về mặt lí luận, vừa có ý nghĩa thực tiễn. Thí dụ như: qua nghiên cứu lí luận kết hợp với quan sát, tổng kết kinh nghiệm, người ta đề xuất ra một giả thuyết, rồi dùng thực nghiệm sư phạm để kiểm tra giả thuyết đó. Sau đó, lại dùng lí luận để lí giải kết luận và khái quát lên một trình độ cao hơn, tổng quát hơn.
Chương 1 MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ CỦA VIỆC DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 1.1. MỤC TIÊU CHUNG CỦA GIÁO DỤC PHỔ THÔNG Mục tiêu giáo dục ở mỗi quốc gia do nhà nước đề ra, căn cứ vào yêu cầu phát triển kinh tế, văn hoá, xã hội của đất nước hiện nay và trong tương lai. Như vậy, mục tiêu này sẽ thay đổi theo mỗi giai đoạn phát triển của đất nước, bởi vì nền giáo dục ở bất kì nước nào cũng phải nhằm đào tạo thế hệ trẻ trở thành những người có đủ khả năng tham gia một cách tích cực và có hiệu quả vào công cuộc xây dựng và bảo vệ đất nước trong giai đoạn sắp tới. Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ IV của Đảng cộng sản Việt Nam, bàn về cải cách giáo dục đã nêu rõ: “Mục tiêu của cải cách giáo dục là đào tạo có chất lượng tốt những người lao động mới; trên cơ sở đó, đào tạo và bồi dưỡng với qui mô ngày càng lớn đội ngũ công nhân kĩ thuật và cán bộ quản lí, cán bộ khoa học, kĩ thuật và nghiệp vụ”. Đại hội cũng chỉ ra nội dung của chất lượng là: “Đào tạo có chất lượng những người lao động mới có ý thức và đạo đức xã hội chủ nghĩa, có trình độ văn hoá phổ thông và hiểu biết kĩ thuật, có óc thẩm mĩ, có sức khoẻ tốt”. Hiện nay, đất nước ta đang bước vào thời kì công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, hoà nhập với cộng đồng khu vực Đông Nam Á và thế giới. Trước tình hình mới đó, Hội nghị Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng Sản Việt Nam lần 2, khoá VIII đã chỉ rõ mục tiêu của giáo dục trong giai đoạn mới là: “Nhiệm vụ và mục tiệu cơ bản của giáo dục là nhằm xây dựng những con người và thế hệ thiết tha gắn bó với lí tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội, có đạo đức trong sáng, có ý chí kiên cường xây dựng và bảo vệ tổ quốc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước; giữ gìn và phát huy các giá trị văn hoá dân tộc, có năng lực tiếp thu tinh hoa văn hoá nhân loại; phát huy tiềm năng của dân tộc và con người Việt Nam, có ý thức cộng đồng và phát huy tích cực của cá nhân, làm chủ
tri thức khoa học và công nghệ hiện đại, có tư duy sáng tạo, có kĩ năng thực hành giỏi, có tác phong công nghiệp, có tính tổ chức kỉ luật, có sức khoẻ, là những người thừa kế xây dựng chủ nghĩa xã hội vừa “hồng” vừa “chuyên” như lời dặn của Bác Hồ”. Như vậy, mục tiêu giáo dục của ta trong một thời gian dài vẫn giữ vững quan điểm giáo dục toàn diện, chú trọng cả bốn mặt trí, đức, thể, mĩ nhằm đào tạo ra những người lao động mới có khả năng xây dựng và bảo vệ Tổ quốc xã hội chủ nghĩa. Tuy nhiên, trong giai đoạn này, đất nước ta mở cửa hoà nhập với cộng đồng quốc tế rộng lớn, trong cơ chế thị trường cạnh tranh quyết liệt, mục tiêu của giáo dục đã cụ thể hoá thêm một số điểm cho phù hợp với yêu cầu của tình hình mới. Thí dụ như: a) Coi trong giáo dục đạo đức, tư tưởng, coi đó là nền tảng nhân cách của con người mới. b) Bên cạnh việc bồi dưỡng năng lực tiếp thu tinh hoa văn hoá nhân loại, phải chú trọng giữ gìn và phát huy các giá trị văn hoá dân tộc. c) Một mặt phải học để nắm vững và làm chủ tri thức khoa học và công nghệ hiện đại mà nhân loại đã tích luỹ được; mặt khác lại phải có tư duy sáng tạo, phát huy tiềm năng của dân tộc và con người Việt Nam, tìm ra những cách làm mới phù hợp với hoàn cảnh cụ thể của đất nước để đưa đất nước tiến lên. d) Người lao động mới vừa phải có ý thức cộng đồng, tinh thần tập thể vì sự nghiệp chung mà hợp tác giúp đỡ lẫn nhau, vừa phải phát huy tính tích cực cá nhân, năng động, chủ động, đem hết tài năng, trí tuệ, sức lực của mình cống hiến cho sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. 1.2. NHIỆM VỤ CỦA VIỆC DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG Các mục tiêu và nhiệm vụ của trường phổ thông được thực hiện chủ yếu thông qua việc dạy học các môn học. Mỗi môn học do các đặc điểm của mình có thể thực hiện các nhiệm vụ chung đó bằng những cách khác nhau hoặc có thuận lợi hơn trong việc thực hiện một số nhiệm vụ. Căn cứ vào mục tiêu nhiệm vụ
chung và đặc điểm riêng của môn học, ta xác định nhiệm vụ cụ thể của việc dạy học vật lí ở trường phổ thông . 1.2.1. Đặc điểm của môn vật lí ở trường phổ thông a) Vật lí học nghiên cứu các hình thức vận động cơ bản nhất của vật chất, cho nên những kiến thức vật lí là cơ sở của nhiều ngành khoa học tự nhiên, nhất là của hoá học và sinh học. b) Vật lí học ở trường phổ thông chủ yếu là vật lí thực nghiệm. Phương pháp của nó chủ yếu là phương pháp thực nghiệm. Đó là phương pháp nhận thức có hiệu quả trên con đường đi tìm chân lí khách quan. Phương pháp thực nghiệm có xuất xứ từ vật lí học nhưng ngày nay cũng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành khoa học tự nhiên khác. c) Vật lí học nghiên cứu các dạng vận động cơ bản nhất của vật chất nên nhiều kiến thức vật lí có liên quan chặt chẽ với các vấn đề cơ bản của triết học, tạo điều kiện phát triển thế giới quan khoa học ở học sinh. d) Vật lí học là cơ sở lí thuyết của việc chế tạo máy móc, thiết bị dùng trong đời sống và sản xuất. e) Vật lí học là một khoa học chính xác, đòi hỏi vừa phải có kĩ năng quan sát tinh tế, khéo léo tác động vào tự nhiên khi làm thí nghiệm, vừa phải có tư duy lôgic chặc chẽ, biện chứng, vừa phải trao đổi thảo luận để khẳng định chân lí. 1.2.2. Các nhiệm vụ của việc dạy học vật lí ở trường phổ thông a) Trang bị cho học sinh những kiến thức phổ thông, cơ bản, hiện đại, có hệ thống, bao gồm: - Các khái niệm vật lí. - Các định luật vật lí cơ bản. - Nội dung chính của các thuyết vật lí. - Các ứng dụng quan trọng nhất của vật lí trong đời sống và trong sản xuất. - Các phương pháp nhận thức phổ biến dùng trong vật lí. b) Phát triển tư duy khoa học ở học sinh: rèn luyện những thao tác, hành động, phương pháp nhận thức cơ bản nhằm chiếm lĩnh kiến thức vật lí, vận dụng sáng tạo để giải quyết vấn đề trong học tập và hoạt động thực tiễn sau này.
c) Trên cơ sở kiến thức vật lí vững chắc, có hệ thống, bồi dưỡng cho học sinh thế giới quan duy vật biện chứng, giáo dục lòng yêu nước, thái độ đối với lao động, đối với cộng đồng và những đức tính khác của người lao động. d) Góp phần giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp cho học sinh, làm cho học sinh nắm được những nguyên lí cơ bản về cấu tạo và hoạt động của các máy móc được dùng phổ biến trong nền kinh tế quốc dân. Có kỹ năng sử dụng những dụng cụ vật lí, đặc biệt là những dụng cụ đo lường, kĩ năng lắp ráp thiết bị để thực hiện các thí nghiệm vật lí, vẽ biểu đồ, xử lí các số liệu đo đạc để rút ra kết luận. Những kiến thức, kĩ năng đó giúp cho học sinh sau này có thể nhanh chóng thích ứng được với hoạt động lao động sản xuất trong giai đoạn công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Những nhiệm vụ trên không tách rời nhau mà luôn luôn gắn liền với nhau, hỗ trợ lẫn nhau, góp phần đào tạo ra những con người phát triển hài hoà, toàn diện. Thí dụ như: kiến thức mà học sinh thu nhận được chỉ có thể sâu sắc, vững chắc khi họ có trình độ tư duy phát triển. Muốn có kiến thức vững chắc, học sinh không phải chỉ tiếp thu kiến thức một cách thụ động, máy móc mà phải tích cực tự lực hoạt động, tham gia vào quá trình xây dựng và vận dụng kiến thức. Ngược lại, học sinh chỉ có thể phát triển trí thông minh, sáng tạo khi có một vốn kiến thức vững chắc, thường xuyên vận dụng chúng để giải quyết những nhiệm vụ mới, vừa củng cố vừa mở rộng và phát hiện ra những chỗ chưa hoàn chỉnh của chúng để tiếp tục sáng tạo ra những kiến thức mới, bổ sung hoàn chỉnh thêm vốn kiến thức của mình. Thế giới quan khoa học chỉ có thể được hình thành và phát triển trên cơ sở vốn kiến thức khoa học của mỗi cá nhân. Thế giới quan là kết quả của sự khái quát hoá cao những hiểu biết của con người về những đặc tính và qui luật vận động của thế giới vật chất. Sự khái quát ấy chỉ có thể trở thành niềm tin sâu sắc khi ta thực sự tin ở những qui luật cụ thể của vật lí học, của khoa học mà ta nghiên cứu. Ngược lại, cũng nhờ có thế giới quan khoa học mà nhiều nhà khoa học kiên trì, dũng cảm đi sâu tìm kiếm những định luật vật lí dù gặp phải một số hiện tượng mà trước đây ta chưa biết nguyên nhân, nhờ thế mà đạt được những
thành công rực rỡ. Mặt khác, không có trình độ tư duy phát triển thì khó có thể thực hiện sự khái quát hoá cao, do đó khó có thể có thế giới quan khoa học vững chắc. Vật lí học ở trường phổ thông chủ yếu là vật lí thực nghiệm, trong đó có sự kết hợp nhuần nhuyễn giữa quan sát, thí nghiệm và suy luận lí thuyết để đạt được sự thống nhất giữa lí luận và thực tiễn. Bởi vậy, việc rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo thực hành thí nghiệm sẽ hỗ trợ rất tốt cho việc phát hiện những đặc tính, qui luật của tự nhiên cũng như kiểm tra tính đúng đắn của các kiến thức lí thuyết. Những ứng dụng trong kĩ thuật của vật lí không những phục vụ cho nhu cầu đời sống và sản xuất mà còn phục vụ cho chính công việc nghiên cứu vật lí học, nâng cao khả năng hoạt động của chính người nghiên cứu, học tập vật lí. 1.3. ĐƯỜNG LỐI CHUNG THỰC HIỆN NHIỆM VỤ DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG Như ta đã thấy, nhiệm vụ dạy học vật lí rất phức tạp và nặng nề. Tất cả những nhiệm vụ ấy được thực hiện thông qua việc dạy học những kiến thức vật lí, trong quá trình học sinh học tập vật lí. Sự phát triển tư duy khoa học, năng lực sáng tạo, sự hình thành thế giới quan duy vật biện chứng, những phẩm chất đạo đức, nắm được kĩ năng, kĩ xảo hoạt động thực tiễn sản xuất… đều là kết quả đồng thời với sự nhận thức các kiến thức vật lí của bản thân học sinh. Bởi vậy, muốn thực hiện tốt các nhiệm vụ dạy học vật lí, phải xác định đúng con đường nhận thức vật lí và tổ chức hoạt động của học sinh để chiếm lĩnh kiến thức vật lí. 1.3.1. Con đường nhận thức vật lí Cũng như các môn khoa học tự nhiên khác, khoa học vật lí nghiên cứu thế giới tự nhiên nhằm phát hiện ra những đặc tính và qui luật khách quan của các sự vật hiện tượng trong tự nhiên. Vấn đề then chốt đầu tiên phải đặt ra cho người nghiên cứu là: làm thế nào để tìm ra chân lí, làm thế nào để biết rằng những điều mà nhà nghiên cứu tìm ra là đúng chân lí khách quan? V.I. Lênin đã khái quát hoá những thành tựu của rất nhiều nhà khoa học trên con đường đi tìm chân lí, nhiều khi phải trải qua những cuộc đấu tranh gian khổ, quyết liệt và đã chỉ ra:
“Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng, rồi từ tư duy trừu tượng trở về thực tiễn, đó là con đường biện chứng của sự nhận thức chân lí, của sự nhận thức hiện thực khách quan”. V.G. Razumôpxki trên cơ sở khái quát hoá những lời phát biểu giống nhau của những nhà vật lí nổi tiếng như A.Anhstanh, M. Plăng, M.Boocnơ, P.l. Kapitsa… đã trình bày những khía cạnh chính của quá trình sáng tạo khoa học dưới dạng chu trình như sau (Hình 1): Từ sự khái quát những sự kiện xuất phát đi đến xây dựng mô hình trừu tượng giả định (có tính chất như một giả thuyết); từ mô hình dẫn đến việc rút ra hệ quả lí thuyết (bằng suy luận lôgic hay suy luận toán học); kiểm tra bằng thực nghiệm những hệ quả đó. Các hệ quả Mô hình giả định lôgic trừu tượng Những sự kiện Thí nghiệm khởi đầu kiểm tra Hình 1. Chu trình sáng tạo khoa học theo Razumôpxki Nếu những kết quả thực nghiệm phù hợp với hệ quả dự đoán thì mô hình giả thuyết đó được xác nhận là đúng đắn và trở thành chân lí. Nếu những sự kiện thực nghiệm không phù hợp với những dự đoán lí thuyết thì phải xem lại lí thuyết, chỉnh lí lại hoặc thay đổi. Mô hình trừu tượng được xác nhận trở thành nguồn tri thức mới, tiếp tục được dùng để suy ra những hệ quả mới hoặc để giải thích những sự kiện thực nghiệm mới phát hiện. Bởi vì, mỗi mô hình, mỗi lí thuyết chỉ phản ánh một số mặt của thực tế, cho nên khi mở rộng phạm vi ứng dụng của mô hình sẽ đến một lúc, ta gặp những sự kiện thực nghiệm mới không phù hợp với hệ quả suy từ mô hình đó, nghĩa là không giải thích được những sự kiện thực nghiệm mới; đến lúc đó, phải bổ sung, chỉnh lí mô hình cũ cho phù hợp hoặc phải bỏ đi mà xây dựng mô hình
mới, bắt đầu một chu trình mới của quá trình nhận thức. Như vậy, chu trình nhận thức khoa học không khép kín mà được mở rộng dần dần, làm giàu thêm cho kiến thức khoa học. Bằng cách đó, con người ngày càng tiếp cận hơn với chân lí khách quan. Ta có thể mô tả quá trình nhận thức vật lí chi tiết hơn, gồm các giai đoạn điển hình sau: Thực tiễn → Vấn đề → Giả thuyết → Hệ quả → Định luật → Lí thuyết → Thực tiễn. Chu trình và sơ đồ nói trên mô tả toàn bộ quá trình nhận thức vật lí. Đối với mỗi nhà vật lí, trong một công trình nghiên cứu cụ thể của mình, có thể chỉ tham gia vào một số giai đoạn. Thí dụ như: Farađây dựa trên khảo sát thực nghiệm, đề xuất giả thuyết về sự tồn tại của điện trường, từ trường. Về sau, Macxoen phát triển tư tưởng đó và xây dựng thành lí thuyết vể trường điện từ và dự đoán về sự lan truyền của sóng điện từ. Cuối cùng, phải đợi đến Hecdơ mới kiểm tra được bằng thực nghiệm dự đoán của Macxoen. Đến đây, giả thuyết về sự tồn tại của trường điện từ mới được công nhận là chân lí khách quan. Như vậy, con đường đi tìm chân lí xuất phát từ thực tiễn và cuối cùng trở lại thực tiễn, lấy thực tiễn làm chân lí. Những tính chất và qui luật vận động của thế giới vật chất tồn tại khách quan, không phụ thuộc vào ý muốn của con người. Những kiến thức khoa học mà con người xây dựng nên để phản ánh, mô tả những tính chất, những qui luật đó của tự nhiên lại là những sáng tạo tự do của con người. A.Anhstanh viết: “ Khoa học hoàn toàn không phải là sự sưu tập các định luật, sự tổng hợp các hiện tượng không liên hệ với nhau. Nó là một sự sáng tạo của trí tuệ con người bằng những tư tưởng và những khái niệm được phát minh một cách tự do”. Trong lịch sử vật lí học, đã có nhiều trường hợp, cùng một hiện tượng, sự vật nhưng nhiều nhà khoa học lại xây dựng những khái niệm và định luật khác nhau để phản ánh sự vận động của nó. Dần dần, theo thời gian, được thử thách trong thực tế, một số trong các định luật, khái niệm đó tỏ ra vẫn đúng đắn, một số khác lại bị bác bỏ hoàn toàn hoặc phải sửa đổi, bổ sung cho phù hợp với những sự kiện thực tế mới phát hiện. A. Anhstanh viết: “Đối với một nhà vật lí đầu thế kỷ 19, hiện thực của thế giới bên ngoài của chúng ta được tạo ra từ các
hạt với các lực đơn giản tác dụng giữa chúng chỉ phụ thuộc khoảng cách. Ông ta cố gắng giữ hết sức lâu niềm tin tưởng rằng ông có thể thành công trong việc giải thích tất cả các sự kiện trong tự nhiên bằng những khái niệm cơ bản này về hiện thực. Những khó khăn liên quan đến sự lệch của kim nam châm, tới cấu tạo của ête cho chúng ta ý nghĩ về một hiện thực tinh tế hơn: phát minh quan trọng về điện từ trường xuất hiện. Phải có trí tưởng tượng khoa học táo bạo để nhận thức rằng: không phải tính chất của các vật mà tính chất của cái gì đó nằm giữa chúng, nghĩa là trường, mới có thể là quan trọng đối với việc sắp xếp và hiểu biết các sự kiện. Sự phát triển sau này của khoa học vừa phá vỡ những quan niệm cũ của cơ học Niutơn, vừa tạo ra những khái niệm mới. Thời gian tuyệt đối và hệ toạ độ quán tính đã bị thuyết tương đối từ bỏ”. Ngày nay, người ta đã chứng minh rằng: cơ học cổ điển của Niu tơn là một trường hợp đặc biệt của cơ học tương đối khi vận tốc chuyển động của các vật thể rất nhỏ so với vận tốc ánh sáng. Điều đó chứng tỏ: cơ học Niutơn vẫn phản ánh đúng thực tiễn trong đó các vật có vận tốc nhỏ, còn khi các vật chuyển động với vận tốc cỡ vận tốc ánh sáng thì phải áp dụng những qui luật của cơ học tương đối tinh tế hơn. Như vậy, một vấn đề cơ bản được đặt ra trong quá trình nhận thức vật lí là: phải luôn luôn đối chiếu những khái niệm, định luật, những mô hình vật lí là những sản phẩm do trí tuệ con người sáng tạo ra với thực tiễn khách quan để hiểu rõ chúng dùng để phản ánh, mô tả, biểu đạt đặc tính gì, quan hệ nào của thực tế khách quan và giới hạn phản ánh của nó đến đâu. Kết quả của quá trình nghiên cứu, học tập, nhận thức vật lí, ngoài việc nắm được các định luật cụ thể chi phối các hiện tượng cụ thể của tự nhiên để vận dụng chúng cải tạo tự nhiên, phục vụ lợi ích của con người, còn phải làm cho học sinh tin tưởng vững chắc rằng: mọi hiện tượng trong tự nhiên đều diễn ra theo qui luật của tự nhiên có tính chất khách quan, có hệ thống chặt chẽ mà con người hoàn toàn có thể nhận thức được ngày càng sâu sắc, tinh tế, chính xác hơn. 1.3.2. Hoạt động nhận thức vật lí của học sinh
1. Dạy học và phát triển Dạy học là một dạng hoạt động đặc trưng của loài người nhằm truyền lại cho thế hệ sau những kinh nghiệm xã hội mà loài người đã tích luỹ được, biến chúng thành vốn liếng kinh nghiệm và phẩm chất, năng lực của cá nhân người học. Hoạt động dạy học bao gồm hai hoạt động liên quan với nhau, tác động qua lại với nhau: hoạt động dạy của giáo viên và hoạt động học của học sinh. Hai hoạt động này đều có chung một mục đích cuối cùng là làm cho học sinh lĩnh hội được nội dung học, đồng thời phát triển được nhân cách, năng lực của mình. Quá trình dạy học xảy ra rất phức tạp và đa dạng, trong đó sự phối hợp hoạt động giữa giáo viên và học sinh có ý nghĩa quyết định. Trong dạy học cổ truyền trước đây, giáo viên là người quyết định, điều khiển toàn bộ các hoạt động của quá trình dạy học, từ đặt vấn đề mở đầu, giải quyết vấn đề, đánh giá và kết luận; còn học sinh thì thụ động tiếp thu, ghi nhớ, nhắc lại, làm theo mẫu. Chiến lược dạy học này xuất phát từ quan niệm về nhiệm vụ của giáo dục chỉ là một sự truyền đạt đơn giản những kiến thức, kinh nghiệm xã hội như những sản phẩm hoàn chỉnh, đã được thử thách. “Từ đó dẫn người giáo viên ngấm ngầm hay công khai coi đứa trẻ hoặc như một người lớn thu nhỏ cần dạy dỗ, giáo dục, làm cho nó giống với mẫu người lớn nhanh chừng nào hay chừng ấy, hoặc như một kẻ hứng chịu tội lỗi của tổ tiên là… chứa trong mình một chất liệu chống đối, cho nên cần phải uốn nắn hơn là tạo dựng”. (J.Piaget). Nhà trường mới không chỉ chú trọng đến việc truyền thụ kiến thức mà còn chú trọng đến phát triển toàn diện nhân cách học sinh. Trong lịch sử giáo dục, kinh nghiệm về giáo viên truyền thụ kiến thức đã có nhiều, nhưng về phát triển nhân cách, phát triển năng lực thì còn mới mẻ. Trong sự phát triển đa dạng của nhân cách thì phát triển năng lực nhận thức là cơ sở, có ảnh hưởng lớn đến việc phát triển những năng lực khác. Thành tựu quan trọng nhất của tâm lí học phát triển, dùng làm cơ sở cho việc xây dựng chiến lược dạy học mới, phương pháp dạy học mới hiện nay là hai lí thuyết phát triển nhận thức của Jean Piaget (1896- 1980) và Lép Vưgôtski (1896- 1934).
Lí thuyết của Piaget nhấn mạnh rằng: học sinh giữ một vai trò rất tích cực trong việc thích nghi với môi trường. Sự thích nghi bắt đầu từ lúc ra đời như là kết quả của sự phát triển tự nhiên về mặt sinh học và kinh nghiệm với thế giới. Thoạt đầu, trẻ em dựa vào các cấu trúc sinh học vốn có của cơ thể thực hiện các hoạt động tự phát của toàn bộ cơ thể, tạo nên sự cân bằng qua cơ chế đồng hoá và điều ứng để thích nghi với môi trường, hoàn cảnh và suy rộng ra là với các tác động bên ngoài từ xã hội vào bản thân đứa trẻ. Trong học thuyết của Piaget, khái niệm cân bằng là khái niệm công cụ quan trọng nhất. Khái niệm này kéo theo khái niệm đồng hoá, điều ứng, thích nghi. Piaget viết: “Cuộc sống là sự sáng tạo không ngừng các dạng thức ngày càng phức tạp và sự cân bằng ngày càng tăng của các dạng thức này với môi trường”. Phát triển tâm lí tựu trung lại là sự phát triển trí tuệ cùng với tình cảm, xúc cảm, bao gồm quá trình nảy sinh, hình thành và phát triển qua các giai đoạn cảm giác- vận động, tiền thao tác, thao tác cụ thể, thao tác hình thức (tượng trưng), qua quá trình nội tâm hoá, xuất tâm và đều nhằm tạo lập các cấu trúc tâm lí ở các trình độ khác nhau, cùng nhằm vào mục đích là đồng hoá, điều ứng, thích nghi và cân bằng. Piaget cho rằng: sự phát triển là do con người tạo ra bằng cách là đưa qúa trình cân bằng từ thấp lên cao, đạt đến đỉnh cao là các cấu trúc lôgic- toán, có khi ông gọi là cân bằng nhận thức. Cân bằng tâm lí không phải chỉ là cân bằng nhận thức được tạo ra theo cơ chế thao tác với đỉnh cao là thao tác tượng trưng, thao tác khái niệm mà còn là, hay chủ yếu là cân bằng được tạo ra theo cơ chế hoạt động: quá trình cân bằng được tạo ra bởi hành động thực tiễn gắn bó, bao gồm hành động trí tuệ. Cân bằng không phải chỉ để con người sống còn mà chính là để tạo lập ra cuộc sống, sáng tạo ra các giá trị mới. Như vậy, Piaget đã đi vào quá trình phát triển trí tuệ với phương pháp tiếp cận duy vật biện chứng, tạo nên một cơ sở khoa học khá chắc chắn cho tâm lí học phát triển: tri thức nảy sinh từ hành động. Vấn đề dạy học và sự phát triển trí tuệ trong lứa tuổi học sinh đã được Vưgôtski giải quyết một cách độc đáo và có hiệu quả dựa trên lí luận về “vùng phát triển gần” do ông đề xuất. Vưgôtski cho rằng: sự phát triển nhận thức có nguồn gốc xã hội, chủ yếu thông qua sử dụng ngôn ngữ, đặc biệt trong bối cảnh
tương tác với những người khác. Điều đó có nghĩa là: xã hội tạo ra cơ sở cho sự phát triển nhận thức. Theo Vưgôtski, chỗ tốt nhất cho sự phát triển nhận thức là vùng phát triển gần. Vùng đó là khoảng nằm giữa trình độ phát triển hiện tại được xác định bằng trình độ độc lập giải quyết vấn đề và trình độ gần nhất mà các em có thể đạt được với sự giúp đỡ của người lớn hay bạn hữu khi giải quyết vấn đề. Nói cách khác, vùng phát triển gần là khoảng trống giữa nơi mà một người đang đứng khi giải quyết vấn đề và nơi mà người đó cần phải đến với sự giúp đỡ của người khác. Lấy thí dụ về học lái xe. Giả sử rằng: người học lái đã nắm được kĩ năng cơ bản điều khiển cho xe chuyển động thẳng, bây giờ cần phải học lái vòng. Ta biết rằng: người học chưa thể độc lập tự lực lái vòng, nhưng đã có hiểu biết để có thể nắm được kĩ năng với sự giúp đỡ của người dạy lái. Người học lúc đó ở trong vùng phát triển gần và có khả năng tận dụng sự giúp đỡ dưới dạng giải thích, biểu diễn, hướng dẫn của người dạy. Đối với giáo viên, điều nói trên có nghĩa là: sự phát triển nhận thức xảy ra tốt nhất khi học sinh phải đi qua vùng phát triển gần thông qua việc lập luận, tranh luận với bạn hữu hoặc người lớn tuổi. Để nắm được một công việc, đầu tiên học sinh có thể hiểu một phần của công việc đó, nhưng nhờ có giải thích, biểu diễn, hướng dẫn của người khác, học sinh hiểu toàn bộ công việc. Một khi học sinh đã đạt được sự hiểu biết toàn bộ công việc, họ sẽ phải vượt qua vùng phát triển gần và có thể độc lập thực hiện công việc đó. Học thuyết về vùng phát triển gần dẫn đến một kết luận quan trọng khác: chỉ có sự dạy học đi trước sự phát triển mới là dạy học tốt. Sự dạy học được tổ chức đúng đắn sẽ dẫn đến sự phát triển trí tuệ của trẻ em, làm cho một loạt quá trình phát triển đó sống động lên, mà có lẽ nói chung, không diễn ra ngoài dạy học. Các quá trình dạy học tạo ra vùng phát triển gần, các quá trình phát triển đi sau các quá trình dạy học. 2. Bản chất của hoạt động học vật lí a) Đặc điểm của hoạt động học
Hoạt động học là một hoạt động đặc thù của con người nhằm tiếp thu những tri thức, kĩ năng, kinh nghiệm mà loài người đã tích lũy được, đồng thời phát triển những phẩm chất năng lực của người học. Việc tiếp thu những tri thức, kĩ năng, kinh nghiệm nhằm sử dụng chúng trong hoạt động thực tiễn của mình. Cách tốt nhất để hiểu là làm. Cách tốt nhất để nắm vững được (hiểu và sử dụng được) những tri thức, kĩ năng, kinh nghiệm là người học tái tạo ra chúng. Như vậy, người học không phải là tiếp thu một cách thụ động, dưới dạng đã đúc kết một cách cô đọng, chuyển trực tiếp từ giáo viên, từ sách vở, tài liệu vào óc mình mà phải thông qua hoạt động tự lực của bản thân mà tái tạo lại chúng, chiếm lĩnh chúng. Thông thường, một hoạt động có đối tượng là một khách thể, tác động vào đối tượng làm biến đổi đối tượng. Chẳng hạn như nghiên cứu tính chất của chuyển động rơi của một vật trong những điều kiện khác nhau (trong không khí, trong nước, trong chân không) thay đổi hình dạng của vật. Trong khi đó, hoạt động học lại làm biến đổi chính chủ thể là người học. Nhờ có hoạt động học mà xảy ra sự biến đổi trong bản thân học sinh, sản phẩm của hoạt động học là những biến đổi trong chính bản thân chủ thể trong quá trình thực hiện hoạt động. Học trong hoạt động, học bằng hoạt động. Những tri thức, kĩ năng, kinh nghiệm mà người học tái tạo lại không có gì mới đối với nhân loại, nhưng những biến đổi trong bản thân người học, sự hình thành phẩm chất và năng lực ở người học thực sự là những thành tựu mới, chúng sẽ giúp cho người học sau này sáng tạo ra được những giá trị mới. Trong học tập vật lí, những định luật vật lí, kĩ năng sử dụng các máy đo, kinh nghiệm tiến hành các thí nghiệm vật lí đều là những điều đã biết, học sinh tái tạo lại chúng để biến chúng thành vốn liếng của bản thân mình, chứ không đem lại điều gì mới mẻ cho kho tàng kiến thức vật lí. Nhưng với bản thân học sinh, thông qua hoạt động tái tạo kiến thức đó mà trưởng thành lên. Ví dụ như: trước khi học, học sinh chưa biết nguyên nhân của lực ma sát. Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh tác động vào vật chuyển động, thay đổi độ ráp giữa mặt tiếp xúc của vật chuyển động với mặt bàn trên đó vật chuyển động. Kết quả là: học sinh phát hiện ra nguyên nhân xuất hiện lực ma sát là do sự gồ ghề