Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Một số biện pháp phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh thông qua bài tập thực tế chủ đề: “dao động cơ” ở Trường THPT Cửa Lò

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:77

Thêm vào BST

Báo xấu

1
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích tổng quát của đề tài "Một số biện pháp phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh thông qua bài tập thực tế chủ đề: Dao động cơ ở Trường THPT Cửa Lò" là thiết kế một số giải pháp và bài tập gắn với thực tế dạy chủ đề dao động cơ theo hướng phát triển năng lực vật lý, vận dụng vật lý vào thực tiễn thông qua bài bài tập thực tế đã ứng dụng.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Một số biện pháp phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh thông qua bài tập thực tế chủ đề: “dao động cơ” ở Trường THPT Cửa Lò

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN  SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: MỘT SỐ BIỆN PHÁP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH THÔNG QUA BÀI TẬP THỰC TẾ CHỦ ĐỀ: “DAO ĐỘNG CƠ” Ở TRƯỜNG THPT CỬA LÒ Lĩnh vực: VẬT LÝ Năm thực hiện: 2023-2024
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CỬA LÒ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: MỘT SỐ BIỆN PHÁP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH THÔNG QUA BÀI TẬP THỰC TẾ CHỦ ĐỀ: “DAO ĐỘNG CƠ” Ở TRƯỜNG THPT CỬA LÒ Lĩnh vực : VẬT LÝ Nhóm tác giả : Trần Đức Cường – Đinh Lê Nga Đơn vị : Trường THPT Cửa Lò Số điện thoại : 0903251133 - 0904535545 Tổ : Khoa Học Tự Nhiên. Năm thực hiện: 2023-2024
MỤC LỤC PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1 1. Lý do chọn đề tài. ......................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu.................................................................................... 2 3. Đối tượng nghiên cứu. ................................................................................. 2 4. Giả thuyết khoa học. .................................................................................... 2 5. Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu. .............................................................. 2 6. Phương pháp nghiên cứu. ........................................................................... 2 7. Những luận điểm cần bảo vệ của đề tài. .................................................... 3 8. Đóng góp mới của đề tài. ............................................................................. 3 PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.................................................................. 4 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN. ............................................ 4 I. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI ................................................................. 4 1.1. Mục tiêu giáo dục trong giai đoạn hiện nay ............................................ 4 1.2. Năng lực và các thành tố năng lực: .......................................................... 5 1.3. Bài tập vật lý với việc phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh ............................................................................................................................. 6 II. CƠ SỞ THỰC TIỄN .................................................................................... 9 2.1. Năng lực vận dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn: ................................. 9 2.2. Quy trình vận dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn................................. 9 2.3. Một số biểu hiện của năng lực vận dụng vật lý vào thực tiễn ở trường THPT. ............................................................................................................... 10 2.4. Một số nét về việc dạy thực trạng học sinh và học nội dung dao động cơ ở trường phổ thông hiện nay..................................................................... 11 CHƯƠNG 2............................................................................................................ 18 I. Định hướng một số biện pháp phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh thông qua bài tập ở trường THPT Cửa Lò. .................................. 18 II. Các biện pháp phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh. ......... 18 2.1. Biện pháp 1: Củng cố kiến thức chủ đề dao động cơ trang bị cho học sinh cách thức giải bài tập chủ đề dao động cơ............................................ 18 2.2. Biện pháp 2: Vận dụng kiến thức dao động cơ để giải quyết các bài tập vấn đề trong thực tế. ....................................................................................... 24 2.3. Biện pháp 3: Tổ chức các hoạt động rèn luyện phát triển năng lực tư duy sáng tạo, phát hiện và giải quyết các vấn đề thực tiễn bằng kiến thức chủ đề dao động cơ thông qua dự án học tập. .............................................. 32 Kết luận chương 2 ........................................................................................... 37
PHẦN III: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ............................................................ 39 3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ................................... 39 3.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm: ............................................................... 39 3.3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm ............................................................... 39 3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ......................................................... 40 3.5. Nội dung thực nghiệm sư phạm ................................................................. 40 3.6. Mô tả diễn biến thực nghiệm sư phạm...................................................... 41 3.7. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ................................................... 42 Bảng 1: Bảng kết quả phân phối thực nghiệm ........................................................ 45 Bảng 2: Bảng phân phối tần suất............................................................................. 45 Bảng 3: Bảng phân bố tần suất tích luỹ .................................................................. 45 Bảng 4: Bảng các thông số thống kê bài tập ........................................................... 47 3.8. Khảo sát sự cấp thiết và tính khả thi của các biện pháp đề xuất. ......... 48 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3................................................................................... 51 PHẦN IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................... 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 54 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT GV - Giáo viên HS - Học sinh THPT - Trung học phổ thông NLTT –Năng lực thành tố NLGQVĐ – Năng lực giải quyết vấn đề ST – Sáng tạo
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lý do chọn đề tài. Một yêu cầu cơ bản giáo dục là sự kết hợp giữa lý thuyết và thực thực hành. Vật lý, với mối liên kết với thực tế và sự ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như khoa học, công nghệ, sản xuất và cuộc sống xã hội hiện đại, đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự tự động hóa trong sản xuất và được xem là chìa khóa cho sự phát triển trong mọi lĩnh vực khoa học. Dạy học theo hướng ứng dụng Vật Lý vào thực tiễn nhằm phát triển năng lực Vật Lý. Đây là điểm mà chương trình GDPT 2018, sách giáo khoa lớp 10,11 đang tiếp cận giúp người học tăng cường hiểu biết, mở rộng tư duy và kích thích vận dụng kiến thức vật lý để giải thích các hiện tượng các ứng dụng trong thực tiễn. Từ đó, học sinh sẽ thích thú với môn học vì thấy gần gũi và phục vụ được chính cuộc sống của các em. Cách dạy học mới này thực chất chỉ là mô hình hóa các nội dung bài học, nhưng để làm được điều này, đòi hỏi năng lực của người giáo viên phải giúp cho các em hiểu được bản chất của các định lý, định luật; sau đó sử dụng để giải quyết vấn đề thực tiễn rồi lại đem kết quả thu được để quay lại kiểm chứng lý thuyết là có ý nghĩa trong đời sống. Đối với kiến thức vật lý, chủ đề “Dao động cơ” là chủ đề có rất nhiều ứng dụng như để tạo chuyển động cho động cơ xe ô tô thông qua quá trình đốt nhiên liệu, các máy móc và dây chuyền sản xuất để tạo động lực và chuyển động, trong loa giúp chuyển đổi sóng điện từ thành sóng âm để tạo ra sóng sóng âm, tạo ra chuyển động thích hợp trong các thiết bị hồi sức tự động; sử dụng để chuyển động máy phát điện từ nguồn năng lượng tái tạo như gió hoặc nước... , nhưng thực tế vấn đề này chưa được giáo viên quan tâm đúng mức. Thật vậy, nhiều học sinh chỉ ghi nhớ một cách máy móc các công thức không hiểu bản chất, ý nghĩa của kiến thức trong các ứng dụng khác nhau. Do đó, cấn các em hiểu đã vận dụng kiến thức nào vào các ứng dụng đó, ý nghĩa kiến thức vật lý trong ứng dụng. Việc xác định đó học sinh gặp rất nhiều khó khăn. Chương trình môn Vật lý phổ thông năm 2018 của Việt Nam đã bổ sung khía cạnh này, bằng cách dạy học theo hướng phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh có ý nghĩa thực tiễn. Để góp phần chuẩn bị cho việc triển khai chương trình phổ thông 2018. Chính vì những lý do đó mà chúng tôi viết sáng kiến kinh nghiệm này, với đề tài: “Một số biện pháp phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh thông qua bài tập thực tế chủ đề: “dao động cơ” ở Trường THPT Cửa Lò” Trong đề tài này chúng tôi không tham vọng nêu ra tất cả các biện pháp áp dụng kiến thức dao động cơ vào tất cả các lĩnh vực, mà chúng tôi đưa ra một số biện pháp và bài tập thể hiện được ứng dụng của dao động cơ vào thực tiễn. Đồng thời đưa ra các tình huống nhằm đánh giá kỹ năng ghi nhận, lý giải của học sinh. Với mong muốn góp phần tạo hứng thú cho học sinh đồng thời phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh thông qua các biện pháp đã đề xuất. 1
2. Mục đích nghiên cứu. Mục đích tổng quát của đề tài là thiết kế một số giải pháp và bài tập gắn với thực tế dạy chủ đề dao động cơ theo hướng phát triển năng lực vật lý, vận dụng vật lý vào thực tiễn thông qua bài bài tập thực tế đã ứng dụng. 3. Đối tượng nghiên cứu. - Đánh giá năng lực vận kiến thức chủ đề dao động cơ vào thực tiễn của học sinh. - Hình thành và phát triển năng lực tư duy sáng tạo vật lý vào thực tiễn cho học sinh. 4. Giả thuyết khoa học. Với nội dung dao động cơ nếu giáo viên quan tâm đến việc khai thác nội dung kiến thức và xây dựng, sử dụng hệ thống câu hỏi, bài tập có nội dung thực tiễn một cách hợp lý thì sẽ góp phần nâng cao năng lực vận dụng kiến thức vật lý để giải thích các hiện tượng thực tiễn thể hiện mục tiêu giáo dục môn Vật Lý ở trường THPT hiện nay. 5. Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu. 5.1 Nhiệm vụ nghiên cứu. - Nghiên cứu một số vấn đề cơ sở lý luận về dạy học theo định hướng phát triển năng lực học sinh. - Tìm hiểu thực tế dạy học dao động cơ và thực trạng hình thành và phát triển năng lực tư duy sáng tạo vận dụng kiến thức thức chủ đề dao động cơ vào thực tiễn. - Xây dựng nội dung và biện pháp dạy học chủ đề dao động cơ theo hướng phát triển năng lực tư duy sáng tạo vận dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn. - Tổ chức thực nghiệm sư phạm để đánh giá sự cấp thiết, tính khả thi của các biện pháp sư phạm đã đề xuất. 5.2. Phạm vi và địa điểm nghiên cứu. - Về nội dung: Phạm vi nghiên cứu là vận dụng kiến thức chủ đề dao động cơ vào giải các bài tập chủ đề dao động cơ vào thực tế, áp dụng cho Vật lý 11 chương trình 2018 và Vật lý 12 chương trình 2006. - Về địa điểm: Trường THPT Cửa Lò. 6. Phương pháp nghiên cứu. - Nghiên cứu chương trình vật lí 11(2018), 12(2006), các tài liệu về dạy học phát triển phẩm chất năng lực, các phương pháp dạy học hiện đại. - Nghiên cứu thực tiễn dạy học thông qua điều tra, quan sát, phỏng vấn...việc dạy và học vật lý chủ đề dao động cơ ở trường phổ thông. - Phương pháp thực nghiệm sư phạm. 2
- Phương pháp thống kê toán học: Thống kê toán học được sử dụng để phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm, đồng thời kiểm định giả thuyết thống kê. 7. Những luận điểm cần bảo vệ của đề tài. - Tình huống thực tiễn được cụ thể hóa qua các bài tập phù hợp với trình độ học sinh. - Học sinh tìm cách giải bài tập, xử lý các tình huống mà giáo viên đưa ra. Từ đó giáo viên đưa ra điều chỉnh phù hợp với từng đối tượng học sinh. - Đưa ra khung bài học để đánh giá năng lực của học sinh kết hợp hai khía cạnh nhận thức và tình huống thực tế. 8. Đóng góp mới của đề tài. - Đề ra các biện pháp sử dụng các bài tập có tính thực tiễn phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh và dạy học phát triển năng lực. - Phát triển cho học sinh năng lực tư duy sáng tạo vận dụng vật lý vào thực tiễn. - Nghiên cứu đã đóng góp một bằng chứng thực nghiệm cho sự quan trọng và hữu ích của việc áp dụng kiến thức vào thực tiễn. 3
PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN. I. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Mục tiêu giáo dục trong giai đoạn hiện nay 1.1.1. Mục tiêu chung của giáo dục phổ thông hiện nay Mục tiêu giáo dục nhằm phát triển toàn diện con người Việt Nam có đạo đức, tri thức, văn hóa, sức khỏe, thẩm mỹ và nghề nghiệp; có phẩm chất, năng lực và ý thức công dân; có lòng yêu nước, tinh thần dân tộc, trung thành với lý tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội; phát huy tiềm năng, khả năng sáng tạo của mỗi cá nhân; nâng cao dân trí, phát triển nguồn nhân lực, bồi dưỡng nhân tài, đáp ứng yêu cầu của sự nghiệp xây dựng, bảo vệ Tổ quốc và hội nhập quốc tế, với các định hướng chung. - Đổi mới chương trình GDPT theo định hướng phát triển phẩm chất và năng lực của người học - Tạo chuyển biến căn bản, toàn diện về chất lượng và hiệu quả GDPT, kết hợp dạy chữ, dạy người và định hướng nghề nghiệp. - Góp phần chuyển nền giáo dục nặng về truyền thụ kiến thức sang nền giáo dục phát triển toàn diện cả về phẩm chất và năng lực, hài hòa đức, trí, thể, mĩ và phát huy tốt nhất tiền năng của mỗi học sinh 1.1.2. Mục tiêu giáo dục môn học vật lý THPT hiện nay: Hiện nay việc phát triển các phẩm chất và năng lực cần thiết để học sinh có thể hiểu và áp dụng các nguyên lý vật lý vào cuộc sống và trong các lĩnh vực chuyên ngành. cụ thể: Học sinh cần phải hiểu và nắm vững các nguyên lý vật lý cơ bản như động học, cơ học, nhiệt động học, điện từ học và quang học. Học sinh cần có khả năng áp dụng kiến thức vật lý vào việc giải quyết các vấn đề thực tế trong cuộc sống hàng ngày và trong các lĩnh vực công nghệ, kỹ thuật, y học, và môi trường. Bao gồm việc thực hiện các thí nghiệm, sử dụng các thiết bị đo lường và phân tích kết quả để hỗ trợ việc hiểu sâu hơn về các nguyên lý vật lý. Vật lý và bài tâp thực tiễn thường liên quan chặt chẽ với nhau, vì vậy một phần của mục tiêu giáo dục là phát triển kỹ năng sử dụng các kiến thức để giải quyết các bài tập vật lý. Khuyến khích học sinh phát triển tư duy logic, phân tích và suy luận thông qua việc nghiên cứu và giải quyết các vấn đề vật lý. Không chỉ là việc hiểu và áp dụng kiến thức, mà còn là việc khám phá, tạo ra những giải pháp mới và khuyến khích sáng tạo trong giải quyết các vấn đề vật lý. Mục tiêu này nhằm tạo ra những học sinh không chỉ có kiến thức vững vàng về vật 4
lý mà còn có khả năng áp dụng và phát triển những kiến thức này trong cuộc sống và sự nghiệp sau này. 1.2. Năng lực và các thành tố năng lực: 1. 2.1. Các năng lực cốt lõi cần hình thành và phát triển cho học sinh. Chương trình giáo dục phổ thông dự kiến thực hiện từ sau năm 2018 hình thành và phát triển cho học sinh những năng lực cốt lõi sau: Những năng lực chung gồm: năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo. Những năng lực chuyên môn được hình thành, phát triển chủ yếu thông qua một số môn học nhất định gồm: năng lực ngôn ngữ, năng lực tính bài tập, năng lực tìm hiểu tự nhiên và xã hội, năng lực công nghệ, năng lực tin học, năng lực thẩm mỹ, năng lực thể chất. 1.2.2. Các năng lực thành tố của năng lực tư duy sáng tạo. Theo dự thảo chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, công bố tháng 4 năm 2017, các năng lực thành tố (NLTT) của NL GQVĐ và ST gồm: - Năng lực nhận ra ý tưởng mới - Năng lực phát hiện và làm rõ vấn đề - Năng lực hình thành và triển khai ý tưởng mới - Năng lực đề xuất, lựa chọn giải pháp - Năng lực thực hiện và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề - Năng lực tư duy độc lập 1.2.3. Thực trạng dạy học phát triển phẩm chất năng Vật lý ở trường phổ thông Cửa Lò hiện nay. Việc dạy và học môn Vật lý ở trường phổ thông Cửa lò có thể gặp phải một số thách thức khi liên quan đến việc phát triển phẩm chất năng của học sinh. Dưới đây là một số thực trạng phổ biến: Nhiều giáo viên tập trung quá nhiều vào việc truyền đạt kiến thức lý thuyết mà ít chú ý đến việc phát triển kỹ năng thực hành và tư duy khoa học của học sinh. Do áp lực từ chương trình học và kỳ thi TNTHPT, trường có thể không có đủ thời gian để thực hiện các thí nghiệm và hoạt động thực hành, điều này làm giảm cơ hội cho học sinh trải nghiệm và áp dụng kiến thức, trang thiết bị và tài liệu thí nghiệm vật lý có thể không đủ hoặc không đảm bảo chất lượng, từ đó giảm khả năng học sinh tiếp cận và thực hành vật lý. Một số Giáo viên vẫn sử dụng phương pháp dạy học truyền thống, trong đó giáo viên giảng bài một cách một chiều mà ít tương tác với học sinh, không khuyến khích sự tò mò và sáng tạo của họ. Thiếu kết nối giữa vật lý và thực tế: Việc giảng 5
dạy không tạo ra sự liên kết giữa kiến thức vật lý và cuộc sống hàng ngày của học sinh, làm cho môn học trở nên trừu tượng và khó hiểu đối với họ. Mặc dù vật lý có thể cung cấp nhiều cơ hội để phát triển kỹ năng tư duy logic, sáng tạo và giải quyết vấn đề, nhưng một số giáo viên vẫn chưa tập trung đủ vào việc phát triển những kỹ năng này. Để cải thiện thực trạng này, có thể cần sự đầu tư vào đào tạo giáo viên, cung cấp trang thiết bị và tài liệu phù hợp, áp dụng phương pháp dạy học mới mẻ và thú vị, cũng như tạo ra các kết nối rõ ràng giữa vật lý và thực tế để tăng cường sự hứng thú và hiểu biết của học sinh về môn học. 1.2.4. Dạy học phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh. Để phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh trong môn Vật lý ở trường phổ thông, có một số phương pháp có thể được áp dụng: Thực hành dựa trên vấn đề (PBL - Problem-Based Learning): Sử dụng phương pháp PBL để đặt ra các vấn đề thực tế hoặc thách thức liên quan đến vật lý mà học sinh cần giải quyết. Điều này khuyến khích học sinh suy luận, nghiên cứu, và tìm ra giải pháp sáng tạo. Thực hiện thí nghiệm và hoạt động thực hành: Cung cấp cơ hội cho học sinh thực hiện các thí nghiệm và hoạt động thực hành để khám phá và hiểu sâu hơn về các nguyên lý vật lý. Họ có thể được khuyến khích thay đổi các tham số, tùy chỉnh thí nghiệm và phân tích kết quả để tạo ra những phát hiện mới. Khuyến khích hỏi và tìm hiểu: Khuyến khích học sinh đặt câu hỏi và tìm hiểu thông qua việc đọc sách, tìm kiếm trên Internet, hoặc thậm chí là tương tác với các chuyên gia trong lĩnh vực vật lý. Điều này giúp học sinh phát triển khả năng tìm kiếm thông tin và sử dụng nguồn lực ngoài việc học tập truyền thống. Sử dụng công nghệ: Công nghệ có thể là một công cụ mạnh mẽ để khuyến khích sự sáng tạo. Sử dụng phần mềm mô phỏng, các ứng dụng di động, hoặc thiết bị công nghệ trong việc tạo ra các mô hình, mô phỏng, hoặc thậm chí là các sản phẩm vật lý. Tạo môi trường hỗ trợ: Tạo ra một môi trường học tập tự do và sáng tạo, nơi mà học sinh được khuyến khích thử nghiệm và mạo hiểm, không sợ thất bại. Điều này giúp học sinh phát triển sự tự tin và lòng dũng cảm trong việc tiếp cận và giải quyết các vấn đề phức tạp. Tạo dự án và thử thách: Đưa ra các dự án hoặc thử thách về vật lý mà học sinh có thể làm việc theo nhóm hoặc độc lập. Điều này khuyến khích học sinh áp dụng kiến thức vào thực tế và tạo ra các giải pháp sáng tạo. 1.3. Bài tập vật lý với việc phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh 1.3.1. Chức năng lý luận dạy học của bài tập Vật lý 6
Chức năng lý luận của bài tập Vật lý là rất quan trọng trong quá trình dạy và học. Dưới đây là một số chức năng chính của việc sử dụng bài tập Vật lý trong quá trình giảng dạy: Giúp giáo viên kiểm tra hiểu biết của học sinh về các khái niệm, nguyên lý và công thức vật lý đã học thông qua việc đặt ra các câu hỏi hoặc bài tập. Đặt ra các vấn đề phức tạp hoặc yêu cầu các bước tư duy logic để giải quyết. Điều này giúp phát triển kỹ năng tư duy, suy luận và giải quyết vấn đề của học sinh. Cung cấp cơ hội cho học sinh áp dụng kiến thức đã học vào việc giải quyết các bài bài tập thực tế hoặc thực tế ảo. Điều này giúp họ hiểu sâu hơn về cách các nguyên lý vật lý hoạt động trong thế giới thực. Thường yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm hoặc thảo luận với nhau để tìm ra giải pháp cho các vấn đề. Điều này tạo ra một môi trường hợp tác và khuyến khích học sinh học từ nhau. Yêu cầu học sinh thực hiện các thí nghiệm hoặc tính bài tập số liệu. Điều này giúp phát triển kỹ năng thực hành và sử dụng các công cụ và trang thiết bị vật lý. Qua việc giải các bài tập, học sinh có thể nhận ra điểm mạnh và yếu của mình trong môn học, từ đó có thể tập trung vào việc củng cố hoặc cải thiện các kỹ năng cụ thể. 1.3.2. Bài tập Vật lý với việc phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh. Để phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh thông qua bài tập Vật lý, giáo viên có thể tạo ra một môi trường học tập thú vị và khuyến khích học sinh phát triển năng lực tư duy sáng tạo của học sinh. Bài bài tập mở: Đặt ra các bài bài tập mở hoặc yêu cầu giải quyết các vấn đề không có một đáp án duy nhất. Điều này khuyến khích học sinh suy luận, tìm kiếm nhiều cách tiếp cận và sáng tạo trong giải quyết vấn đề. Sử dụng vật liệu tái chế: Yêu cầu học sinh xây dựng các mô hình hoặc thiết bị vật lý bằng các vật liệu tái chế như giấy, nhựa, hoặc các vật liệu phế thải khác. Điều này khuyến khích họ tìm ra cách sáng tạo và sử dụng tài nguyên có sẵn một cách hiệu quả. Thực hiện thí nghiệm tự do: Cho phép học sinh tự do thực hiện các thí nghiệm vật lý mà họ quan tâm hoặc tò mò. Điều này giúp họ phát triển kỹ năng tự chủ và khám phá, đồng thời tạo ra cơ hội cho việc phát triển ý tưởng mới. Khuyến khích tư duy đối lập: Đặt ra các câu hỏi hoặc yêu cầu học sinh tìm ra các cách tiếp cận và giải pháp mà hoàn toàn đối lập với những kiến thức đã học. Điều này giúp mở ra không gian cho sự sáng tạo và khám phá mới. Thúc đẩy sự tưởng tượng: Yêu cầu học sinh tưởng tượng về các tình huống hoặc vấn đề có thể xảy ra trong thế giới vật lý và tạo ra các giải pháp sáng tạo cho chúng. Điều này giúp họ phát triển sự linh hoạt và sáng tạo trong tư duy của mình. 7
Tạo cơ hội cho hợp tác và trao đổi ý kiến: Yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm và chia sẻ ý tưởng của mình với nhau. Việc hợp tác và trao đổi ý kiến giữa các học sinh có thể tạo ra những ý tưởng mới và phong phú hơn. 1.3.3. Tiêu chí bài tập phát triển năng lực tư duy sáng tạo Các tiêu chí sau đây có thể được áp dụng để đánh giá xem một bài tập có thể phát triển năng lực tư duy sáng tạo của học sinh hay không: Bài tập mở ra nhiều cách tiếp cận và giải pháp khác nhau, không bị giới hạn bởi một đáp án duy nhất. Học sinh được khuyến khích suy nghĩ mở rộng và sử dụng tư duy sáng tạo của mình. Bài tập kích thích sự tò mò của học sinh và khuyến khích họ tìm hiểu thêm về chủ đề được đề cập. Điều này có thể thúc đẩy sự sáng tạo và khám phá mới. Bài tập yêu cầu học sinh sử dụng nhiều kỹ năng khác nhau như suy luận, phân tích, tự giải quyết vấn đề, và giao tiếp để tạo ra giải pháp hoàn chỉnh. Bài tập tạo ra cơ hội cho học sinh làm việc độc lập và phát triển ý tưởng của riêng họ mà không cần sự hướng dẫn chi tiết từ giáo viên. Bài tập kết thúc bằng việc tạo ra một sản phẩm độc đáo hoặc một giải pháp sáng tạo, giúp học sinh thấy được giá trị của sự sáng tạo và tự hào về thành quả của mình. Bài tập còn tạo ra một môi trường an toàn cho sự mạo hiểm, nơi mà học sinh được khuyến khích thử nghiệm và đưa ra những ý tưởng mới mẻ mà không sợ thất bại, tạo ra cơ hội cho học sinh nhận phản hồi từ giáo viên và các bạn học, từ đó có thể cải thiện và phát triển ý tưởng của mình. 1.3.4. Bài tập phát triển năng lực tư duy sáng tạo gắn với thực tế. Bài tập nên gắn với các vấn đề hoặc thách thức trong thế giới thực, như cải thiện hiệu suất năng lượng, giảm phát thải, hoặc tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo. Học sinh cần phải áp dụng kiến thức vật lý để giải quyết một vấn đề cụ thể trong thế giới thực, thay vì chỉ giải các bài tập trên giấy. Bài tập tạo ra một sản phẩm hoặc giải pháp có thể được áp dụng và sử dụng trong cuộc sống hàng ngày hoặc trong cộng đồng. Bài tập tạo ra không gian cho sự sáng tạo và đổi mới, khuyến khích học sinh nghĩ ra các giải pháp mới mẻ và không truyền thống cho các vấn đề cụ thể. Bài tập tạo ra cơ hội cho học sinh làm việc theo nhóm để trao đổi ý kiến, học hỏi từ nhau, và phát triển ý tưởng thông qua việc phản hồi. Bài tập kết hợp nhiều lĩnh vực kiến thức khác nhau như kỹ thuật, khoa học, và kinh doanh để tạo ra giải pháp toàn diện và thực tế. Học sinh cần phải đánh giá hiệu quả và hiệu suất của sản phẩm hoặc giải pháp của họ trong môi trường thực tế, từ đó có thể cải thiện và phát triển sản phẩm hoặc giải pháp đó. 8
II. CƠ SỞ THỰC TIỄN 2.1. Năng lực vận dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn: Năng lực vận dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn là khả năng của học sinh áp dụng những nguyên lý và kiến thức vật lý đã học vào các tình huống và vấn đề thực tế trong cuộc sống hàng ngày và trong các lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là một số ví dụ về cách học sinh có thể vận dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn: Học sinh có thể áp dụng kiến thức về cơ học, điện học và nhiệt động học để thiết kế và xây dựng các thiết bị và hệ thống như máy móc, thiết bị điện tử, hệ thống năng lượng tái tạo và các công trình kỹ thuật. Học sinh có thể áp dụng kiến thức vật lý để nghiên cứu và phát triển các nguồn năng lượng tái tạo, đánh giá tác động của các dự án năng lượng và xử lý các vấn đề môi trường như biến đổi khí hậu và ô nhiễm. Kiến thức về động học và cơ học chất lỏng có thể được áp dụng để nghiên cứu và cải thiện hiệu suất và an toàn của các phương tiện giao thông, từ ô tô đến máy bay và tàu hỏa. Học sinh có thể sử dụng kiến thức về cơ học, nhiệt động học và điện học để tối ưu hóa quy trình sản xuất và cải thiện hiệu suất của các hệ thống công nghiệp. Kiến thức về vật lý là nền tảng quan trọng trong nghiên cứu và phát triển các công nghệ mới, từ việc phát triển vật liệu mới đến thiết bị và ứng dụng mới. 2.2. Quy trình vận dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn. Quy trình vận dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn có thể được mô tả bằng các bước sau: - Hiểu về vấn đề: Đầu tiên, cần hiểu rõ về vấn đề hoặc tình huống thực tiễn cần giải quyết. Điều này bao gồm việc xác định các yếu tố liên quan và các ràng buộc đặc biệt của vấn đề. - Xác định kiến thức vật lý liên quan: Tiếp theo, xác định các nguyên lý và kiến thức vật lý liên quan đến vấn đề đó. Điều này bao gồm việc áp dụng kiến thức về cơ học, điện học, nhiệt động học, sóng học, và các lĩnh vực khác. - Thiết kế giải pháp: Sử dụng kiến thức vật lý để thiết kế một giải pháp cho vấn đề đó. Điều này có thể bao gồm việc xây dựng một mô hình, tạo ra một thiết bị, hoặc áp dụng các nguyên lý để giải quyết vấn đề. - Mô phỏng hoặc thử nghiệm: Trước khi triển khai giải pháp, thường cần mô phỏng hoặc thử nghiệm nó trong một môi trường kiểm soát. Điều này giúp xác định tính khả thi và hiệu quả của giải pháp trước khi áp dụng vào thực tiễn. - Triển khai và đánh giá: Nếu giải pháp được chứng minh là hiệu quả trong quá trình mô phỏng hoặc thử nghiệm, tiến hành triển khai giải pháp vào thực tiễn. Sau đó, đánh giá kết quả và hiệu suất của giải pháp trong môi trường thực tế. 9
- Tối ưu hóa và cải thiện: Dựa trên kết quả đánh giá, tiến hành tối ưu hóa và cải thiện giải pháp nếu cần thiết. Điều này có thể bao gồm việc điều chỉnh thiết kế, tối ưu hóa hoạt động, hoặc thích nghi với các yếu tố mới xuất hiện. (b2) Mô hình (b1) Tình huống Bài toán (b3) thực tiễn thực tiễn (b5) Lời giải bài (b4) toán Sơ đồ quy trình vận dụng Vật Lý vào thực tiễn Trong dạy học ở THPT hiện nay, hầu như học sinh chỉ rèn luyện vận dụng vật lý trong các tình huống thực tiễn dưới dạng đã được phát biểu sẵn thành một bài tập thực tiễn. Như vậy, mặc dù vẫn được coi là rèn luyện kỹ năng giải quyết tình huống thực tiễn, nhưng thực chất chỉ là rèn luyện từ bước 2. 2.3. Một số biểu hiện của năng lực vận dụng vật lý vào thực tiễn ở trường THPT. Dưới đây là một số biểu hiện của năng lực vận dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn ở trường THPT: Giải quyết vấn đề: Học sinh có khả năng sử dụng kiến thức vật lý để giải quyết các vấn đề thực tiễn trong cuộc sống hàng ngày, như làm thế nào để tối ưu hóa hiệu suất một thiết bị, hoặc làm thế nào để giảm tiêu hao năng lượng. Xây dựng mô hình: Học sinh có khả năng xây dựng mô hình để mô phỏng hoặc dự đoán kết quả của một sự kiện hoặc quy trình vật lý. Thực nghiệm và thí nghiệm: Học sinh thực hiện thí nghiệm vật lý để kiểm tra và kiểm chứng các nguyên lý vật lý, như sự dao động của một con lắc đơn, hoặc hiệu ứng cảm biến của một dây dao động. Áp dụng trong dự án nghiên cứu: Họ có thể áp dụng kiến thức vật lý để thực hiện các dự án nghiên cứu, như nghiên cứu về sự an toàn của các thiết bị điện tử, hoặc ảnh hưởng của sóng âm đối với môi trường. Sử dụng công nghệ: Học sinh sử dụng công nghệ để thu thập dữ liệu, phân tích kết quả, và trình bày công việc của mình, như sử dụng phần mềm mô phỏng để mô phỏng một quá trình vật lý, hoặc sử dụng các thiết bị cảm biến để đo lường các thông số vật lý. Tư duy logic và phân tích: Học sinh có khả năng áp dụng tư duy logic và phân tích để hiểu và giải quyết các vấn đề phức tạp trong vật lý, như tìm hiểu nguyên nhân của một hiện tượng không mong muốn trong một thí nghiệm. 10
Những biểu hiện này thường được thấy khi học sinh tham gia vào các hoạt động giáo dục vật lý, từ bài giảng đến thực hành thí nghiệm và dự án nghiên cứu. Đây là các kỹ năng quan trọng không chỉ trong việc học vật lý mà còn trong việc chuẩn bị cho cuộc sống sau này. 2.4. Một số nét về việc dạy thực trạng học sinh và học nội dung dao động cơ ở trường phổ thông hiện nay. Để làm sáng tỏ hơn thực trạng việc dạy và học nội dung dao động cơ ở trường phổ thông hiện nay chúng tôi thiết kế phiếu điều tra và tổng hợp ý kiến từ 65 giáo viên ở trường THPT Cửa Lò và thu được kết quả như sau: Câu 1: Theo thầy (cô) việc tăng cường các yếu tố vận dụng Vật Lý vào thực tiễn ở mức độ nào dưới đây? a) Rất cần thiết. b) Cần thiết. c) Không cần thiết. Biểu đồ 1.1: Vai trò việc vận dụng Vật Lý vào thực tiễn. Câu 2: Theo thầy (cô) việc ứng dụng kiến thức dao động cơ vào thực tiễn ở mức độ nào? a) Rất cần thiết. b) Cần thiết. c) Không cần thiết. Biểu đồ 1.2: Sự cần thiết về việc giới thiệu ứng dụng thực tiễn của kiến thức dao động cơ. Câu 3: Trong khi dạy học, thầy (cô) có thường xuyên đưa ra những ví dụ, những tình huống thực tiễn hay bài bài tập thực tiễn áp dụng kiến thức dao động cơ để giải quyết không? a) Chưa bao giờ. b) Thỉnh thoảng. c) Thường xuyên. Biểu đồ 1.3: Mức độ đưa ra các tình huống thực tiễn trong quy trình dạy học. 11
Câu 4: Tại trường các thầy (cô) đang công tác, việc tổ chức các hoạt động ngoại khóa toàn trường; tổ chức nói chuyện chuyên đề về các chủ đề kiến thức môn Vật Lý ở mức độ nào dưới đây? a) Thường xuyên. b) Thi thoảng. c) Chưa bao giờ.. Biểu đồ 1.4: Mức độ tổ chức các buổi hoạt động ngoại khóa về kiến thức Vật Lý. Câu 5: Khi học sinh đặt ra các câu hỏi liên quan đến ứng dụng Vật Lý vào thực tiễn; ứng dụng Vật Lý đến các môn khác; hoặc nội dung thầy (cô) đang dạy có ứng dụng gì. Thầy cô sẽ phản ứng ra sao? a) Lờ đi, không nhắc gì đến việc giải thích, yêu cầu học sinh tự tìm hiểu. b) Ngại giải thích, cho rằng việc ứng dụng của nội dung này rất trừu tượng HS khó có thể hiểu. Hoặc cho rằng việc này mất thời gian của lớp, không liên quan đến bài học. c) Chỉ ra một vài ví dụ thực tiễn để học sinh thấy được sự ứng dụng của nội dung này. d) Rất tâm huyết, phấn khởi khi HS đặt ra các câu hỏi mang tính ứng dụng của Vật Lý. Từ đó sẽ nhiệt tình giới thiệu về nguồn gốc thực tiễn của nội dung. Biểu đồ 1.5: Phản ứng của giáo viên khi học sinh hỏi về các vấn đề liên quan đến ứng dụng Vật Lý vào thực tiễn. Câu 6: Trong giảng dạy thầy (cô) có thường xuyên gợi động cơ mở đầu hay gợi động cơ kết thúc xuất phát từ thực tiễn hay không? a) Thường xuyên. b) Thỉnh thoảng. c) Chưa bao giờ. 12
Biểu đồ 1.6: Mức độ gợi động cơ mở đầu, gợi động cơ kết thúc từ thực tiễn của giáo viên khi dạy học. Câu 7: Thầy (cô) có sử dụng kiến thức dao động cơ để giải quyết tình huống thực tiễn trong các bài tập liên môn hay không? a) Thường xuyên. b) Đã từng. c) Chưa bao giờ. Biểu đồ 1.7: Mức độ vận dụng kiến thức dao động cơ cho các bài tập liên môn. Câu 8: Khi ra kiểm tra, đánh giá. Thầy (cô) có thường xuyên đưa ra các dạng câu hỏi có nội dung thực tiễn vào đề kiểm tra hay không? a) Luôn luôn. b) Thi thoảng. c) Rất ít khi. d) Chưa bao giờ. Biểu đồ 1.8: Tần suất đưa ra các nội dung ứng dụng thực tiễn vào việc kiểm tra, đánh giá. Thông qua số liệu thống kê ở trên cho thấy, phần đa giáo viên hiện nay đã nhận thức được việc dạy học tăng cường vận dụng Vật Lý vào thực tiễn cho học sinh là rất cần thiết. Điều này cho thấy giáo viên phổ thông hiện nay đều có sự quan tâm đến vấn đề vận dụng Vật Lý vào thực tiễn, nhưng đa phần giáo viên dạy lại chưa thực hiện lồng ghép kiến thức vào thực tiễn, vì khi dạy vẫn còn phục vụ thi cử; do giáo viên còn nặng về việc dạy lý thuyết thuần túy SGK, ít quan tâm đến sự liên hệ giữa kiến thức Vật Lý với thực tiễn. Mặt khác giáo viên còn hạn chế về năng lực cũng như chưa quan tâm nhiều đến các vấn đề thực tế. Việc sử dụng kiến thức dao động cơ để giải quyết tình huống thực tiễn trong ít giáo viên Vật lý quan tâm đến. Đa số giáo viên chỉ thỉnh thoảng hoặc chưa bao giờ thực hiện. Qua đó, tỷ lệ giáo viên đã thực hiện các định hướng tăng cường vận dụng kiến thức Vật Lý ở trường phổ thông còn thấp mặc dù có ý thức được rằng việc rèn luyện kỹ năng ứng dụng Vật Lý vào tực tiễn là rất cần thiết trong giai đoạn hiện nay. b) Đối với học sinh: Ở khía cạnh người học, chúng tôi tiến hành điều tra bằng phiếu hỏi với 202 học sinh lớp 11 và 12 ở trường THPT Cửa Lò để làm rõ hơn những khó khăn, thuận lợi của các em khi học tập nội dung dao động cơ. Cụ thể tập trung vào một số vấn đề chính sau: 13
Câu 1: Theo em, việc học Vật Lý ở trường THPT hiện nay có cần tăng cường hơn nữa các yếu tố vận dụng Vật Lý vào thực tiễn hay không? a) Rất cần thiết. b) Cần thiết. c) Không cần thiết. Biểu đồ 1.9: Sự cần thiết tăng cường các yếu tố vận dụng Vật Lý vào thực tiễn. Câu 2: Theo em, việc tìm hiểu về ứng dụng thực tiễn liên quan đến nội dung dao động cơ nói riêng và môn Vật Lý nói chung là: a) Cần thiết. b) Rất cần thiết. c) Không cần thiết. Biểu đồ 1.10: Sự cần thiết của nội dung ứng dụng dao động cơ . Câu 3: Khi được học nội dung ứng dụng dao động cơ, các thầy (cô) có hướng dẫn, thiết kế các bài bài tập liên quan đến vấn đề thực tiễn hay không? Nếu có thì các thầy (cô) trình bày như thế nào? a) Có. Thầy (cô) trình bày chi tiết, đầy đủ và các bài bài tập có sức thu hút cao HS chú ý. Bài bài tập đem lại ý nghĩa thiết thực. b) Có. Nhưng thầy (cô) trình bày qua loa, đại khái cho hết chương trình. Bài bài tập chưa thực sự đưa ra kết luận có ý nghĩa. c) Thi thoảng. Thầy (cô) chưa đưa ra các ví dụ hay liên quan đến thực tế. Các ví dụ khá sơ sài và thiếu thực tế. d) Chưa bao giờ. Biểu đồ 1.11: Mức độ nhiệt tình của giáo viên khi dạy học nội dung ứng dụng dao động cơ . Câu 4: Khi học nội dung dao động cơ ứng dụng dao động cơ. Các em thường làm các công việc sau đây hay không? 14
- Sử dụng trí nhớ kiểm tra lại các kiến thức đã học để có thể vận dụng vào nội dung cần giải quyết. - Trao đổi nhóm với bạn bè hoặc nhờ sự định hướng của giáo viên. - Liên hệ ngay nội dung cần giải quyết đến những mô hình trong thực tế để kiểm nghiệm. - Đề xuất hướng giải quyết hoặc khắc sâu nội dung đã giải quyết được để sử dụng cho các lần tiếp theo. Hoặc áp dụng nó vào các vấn đề liên môn. - Chỉnh sửa nội dung nghiên cứu cho phù hợp. Lập báo cáo kết quả tìm được. a) Thường xuyên. b) Thỉnh thoảng. c) Chưa bao giờ. Biểu đồ 1.12: Khả năng tìm hiểu của học sinh về ứng dụng thực tiễn của nội dung dao động cơ - ứng dụng dao động cơ . Câu 5: Khi được học nội dung dao động cơ - ứng dụng của dao động cơ. Em thấy thầy (cô) thường xuyên làm các công việc sau hay không? - Nhắc lại về nội dung dao động cơ - ứng dụng của dao động cơ . - Đưa ra các bài bài tập, tình huống thực tiễn liên quan nội dung bài học. - Sử dụng phiếu học tập, chia nhóm để thảo luận. - GV và HS cùng nhau trao đổi, thảo luận về nội dung bài học. - Sử dụng các công cụ hỗ trợ giảng dạy hiện đại, trực quan giúp HS hiểu sâu và tường minh các vấn đề. - Củng cố và nêu ra ý nghĩa của bài học. a) Thường xuyên. b) Thi thoảng. c) Chưa bao giờ. Biểu đồ 1.13: Nhận xét của học sinh về cách thức truyền đạt của giáo viên về nội dung dao động cơ - ứng dụng của dao động cơ liên quan đến thực tiễn. Câu 6: Khi gặp các bài bài tập có nội dung thực tiễn. Em cảm thấy: a) Rất hứng thú. b) Hứng thú nhưng do thiếu kiến thức cơ bản về Vật Lý để giải quyết. c) Sợ vì quá khó và trừu tượng. d) Không hứng thú vì cảm thấy không cần thiết. 15
Biểu đồ 1.14: Thái độ của học sinh khi tiếp xúc với bài bài tập thực tiễn. Câu 7: Khi gặp bất kì bài bài tập nào liên quan đến thực tiễn trong SGK hiện hành hoặc trong các vấn đề thực tiễn của cuộc sống. Em có chắc chắn mình sẽ giải được nó? a) Không thể. b) Không chắc lắm. c) Chắc chắn. Biểu đồ 1.15: Khả năng giải quyết bài tập thực tiễn của học sinh Câu 8: Sau khi học xong tất cả các kiến thức về dao động cơ, ứng dụng của dao động cơ . Em có hiểu bản chất của nội dung đó hay không hoặc nội dung đó có ý nghĩa như thế nào? a) Không hiểu gì. b) Hiểu sơ qua. c) Thực sự hiểu. Biểu đồ 1.16: Mức độ hiểu bài sau khi học xong nội dung dao động cơ , ứng dụng của dao động cơ . Từ các số liệu khảo sát ở trên và qua phỏng vấn chúng tôi thấy: Một số học sinh đã chủ động ứng dụng kiến thức Vật Lý vào giải quyết các tình huống mà mình gặp phải, bên cạnh đó nhiều học sinh rất hứng thú với các bài bài tập thực tiễn nhưng lại không có khả năng giải quyết, một số học sinh khác thì không hứng thú vì thấy đây là một vấn đề khó. Nhìn chung đa số học sinh vẫn còn tư tưởng học bài tập chỉ để phục vụ thi cử nên việc vận dụng Vật Lý vào thực tiễn cho học sinh tại các trường THPT hiện nay còn gặp nhiều khó khăn. c) Kết luận: Xuất phát từ tình hình thực tiễn dạy học dao động cơ có thể nhận thấy vấn đề khai thác và vận dụng các bài bài tập thực tế còn gặp nhiều khó khăn: 16