Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Thiết kế và sử dụng bài tập thực tiễn trong dạy học chương Năng lượng thuộc Vật lí 10 phát triển năng lực giải quyết vấn đề và tăng hứng thú học tập của học sinh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:78

Thêm vào BST

Báo xấu

6
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sáng kiến "Thiết kế và sử dụng bài tập thực tiễn trong dạy học chương Năng lượng thuộc Vật lí 10 phát triển năng lực giải quyết vấn đề và tăng hứng thú học tập của học sinh" được hoàn thành với mục tiêu nhằm nghiên cứu vấn đề sử dụng bài tập thực tiễn trong dạy học của giáo viên trong trường THPT Tương Dương 1 Tỉnh Nghệ An; Nghiên cứu nội dung chương Năng lượng chương trình Vật lí 10 làm cơ sở để thiết kế và sử dụng bài tập; Nghiên cứu các vấn đề thực tiễn và các kiến thức liên môn liên quan đến kiến thức chương Năng lượng vật lí 10.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Thiết kế và sử dụng bài tập thực tiễn trong dạy học chương Năng lượng thuộc Vật lí 10 phát triển năng lực giải quyết vấn đề và tăng hứng thú học tập của học sinh

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN ---------- TÊN ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “NĂNG LƯỢNG” THUỘC VẬT LÍ 10 PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ TĂNG HỨNG THÚ HỌC TẬP CỦA HỌC SINH Lĩnh vực: Vật lí Nghệ An, tháng 04 năm 2024
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT TƯƠNG DƯƠNG 1 ---------- TÊN ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “NĂNG LƯỢNG” THUỘC VẬT LÍ 10 PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ TĂNG HỨNG THÚ HỌC TẬP CỦA HỌC SINH Lĩnh vực: Vật lí NHÓM TÁC GIẢ: Họ và tên: PHẠM THỊ THƯƠNG Chức vụ : Giáo viên Vật lí Tổ : KHTN Số điện thoại: 0942.923.427 Năm học: 2023 - 2024 Nghệ An, tháng 04 năm 2024
MỤC LỤC
I – MỞ ĐẦU I.1. Lí do chọn đề tài Thực trạng giáo dục Việt Nam đã và đang có những cải cách to lớn trong việc chú trọng đổi mới mục tiêu, nội dung chương trình, sách giáo khoa và đổi mới phương pháp. Việc dạy học vật lí ở trường phổ thông theo chương trình mới 2018 hiện nay, mục tiêu chính là phát triển phẩm chất và năng lực của người học, tạo môi trường học tập và rèn luyện giúp học sinh phát triển hài hoà về thể chất và tinh thần; trở thành người học tích cực, tự tin, có ý thức lựa chọn nghề nghiệp và học tập suốt đời; có những phẩm chất tốt đẹp và năng lực cần thiết để trở thành người công dân có trách nhiệm, người lao động có văn hóa, cần cù, sáng tạo, đáp ứng nhu cầu phát triển của cá nhân và yêu cầu của sự nghiệp xây dựng bảo vệ đất nước trong thời đại toàn cầu hóa và cách mạng công nghiệp mới. Ngoài ra, chương trình giáo dục phổ thông tổng thể cũng xác định rõ những năng lực cốt lõi của học sinh bao gồm: năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực tính toán, năng lực tìm hiểu tự nhiên và xã hội…, đặc biệt là “chú trọng thực hành, vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề trong học tập và đời sống”. Trong quá trình dạy học vật lí, giáo viên đã nhận thức được tầm quan trọng của rèn cho học sinh giải bài tập vật lí. Tuy nhiên vẫn rất nhiều học sinh gặp khó khăn khi giải bài tập. Điều này không chỉ do tính phức tạp, đa dạng của hệ thống bài tập, do phân bố tiết dạy bài tập còn ít, mà còn do chính nhược điểm mắc phải khi soạn thảo hệ thống bài tập của giáo viên. Mặt khác hoạt động giải bài tập vật lí hiện nay ở rất nhiều trường không phát huy được tính tích cực, tự chủ và bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh. Thông thường, nhiều giáo viên có quan niệm rằng số lượng bài tập càng nhiều và mức độ bài tập càng khó thì càng tốt. Chính điều này lại gây ra sự căng thẳng và nặng nề trong tâm lí học sinh. Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, phần lớn các kiến thức vật lí trong chương trình trung học phổ thông liên hệ rất chặt chẽ với đời sống. Sự phong phú về kiến thức, sự đa dạng về các hình thức thí nghiệm, và mối liên hệ chặt chẽ giữa các kiến thức Vật lí và đời sống là những lợi thế không nhỏ đối với tiến trình đổi mới phương pháp dạy học. Trong đó, không thể không kể đến những kiến thức thuộc chương năng lượng - Vật lí 10. Đây là một trong những chương quan trọng và có nhiều ứng dụng trong đời sống thực tiễn. Nếu gắn bài tập thực tiễn với dạy học phần này thì học sinh sẽ tiếp thu và vận dụng kiến thức tốt hơn. 4
Từ các lí do trên, tôi đã lựa chọn đề tài "Thiết kế và sử dụng bài tập thực tiễn trong dạy học chương “Năng lượng” thuộc Vật lí 10 phát triển năng lực giải quyết vấn đề và tăng hứng thú học tập của học sinh". I.2. Mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu: Thiết kế và sử dụng bài tập thực tiễn trong dạy học chương “Năng lượng” thuộc Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và tăng hứng thú học tập môn Vật lí của học sinh. Cụ thể: - Nghiên cứu vấn đề sử dụng bài tập thực tiễn trong dạy học của giáo viên trong trường THPT Tương Dương 1 Tỉnh Nghệ An - Nghiên cứu nội dung chương Năng lượng chương trình Vật lí 10 làm cơ sở để thiết kế và sử dụng bài tập. - Nghiên cứu các phương pháp dạy học kết hợp bài tập thực tiễn. - Nghiên cứu các vấn đề thực tiễn và các kiến thức liên môn liên quan đến kiến thức chương Năng lượng vật lí 10. - Soạn thảo bài tập thực tiễn chương “Năng lượng” thuộc Vật lí 10. - Soạn thảo các bước dạy học kết hợp bài tập thực tiễn với nội dung kiến thức chương “Năng lượng” thuộc Vật lí 10. - Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo quy trình tổ chức đã soạn thảo để đánh giá hiệu quả của nó với việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề và tăng hứng thú học tập của học sinh. Từ đó tiến hành bổ sung, chỉnh sửa cho phù hợp cũng như vận dụng linh hoạt biện pháp này vào tổ chức dạy học kiến thức Vật lí thuộc chương trình Vật lí phổ thông. I.3. Đối tượng nghiên cứu - Hoạt động của GV và HS lớp 10 ở trường THPT Tương Dương 1 khi học chương “Năng lượng” kết hợp bài tập thực tiễn. - Nội dung kiến thức chương Dao động thuộc Vật lí 10. I.4. Phạm vi nghiên cứu - Tổ chức dạy học kết hợp bài tập thực tiễn chương “Năng lượng” thuộc Vật lí 10. - Các hình thức dạy - học của GV và HS ở trường THPT Tương Dương 1 - Năng lực giải quyết vấn đề và hứng thú học tập môn Vật lí của học sinh lớp 10 trường THPT Tương Dương 1 trước và sau khi tiến hành thực nghiệm. I.5. Phương pháp nghiên cứu 5
- Phương pháp nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu các tài liệu về các quan điểm, sự định hướng việc dạy và học tích cực cũng như đổi mới PPDH, soạn và thiết kế bài tập vật lí, SGK, sách GV và các tài liệu khác liên quan. - Phương pháp điều tra: Tìm hiểu việc tổ chức dạy - học kết hợp bài tập thực tiễn chương “Năng lượng” thông qua trao đổi với HS, phiếu điều tra, bài kiểm tra nhằm sơ bộ đánh giá quá trình áp dụng giải pháp “Thiết kế và sử dụng bài tập thực tiễn trong dạy học chương “Năng lượng” thuộc Vật lí 10 phát triển năng lực giải quyết vấn đề và tăng hứng thú học tập của học sinh”. - Phương pháp TN khoa học giáo dục: Tiến hành TN sư phạm với tiến trình tổ chức đã soạn thảo theo kế hoạch. Phân tích kết quả thu được trong quá trình TN sư phạm, đối chiếu với mục đích nghiên cứu và rút ra kết luận của đề tài. - Phương pháp thống kê toán học. 6
II - NỘI DUNG 1. II.1. CƠ SỞ LÍ LUẬN II.1.1. Khái niệm về bài tập vật lí Bài tập vật lí được hiểu là một số vấn đề được đặt ra mà trong trường hợp tổng quát đòi hỏi những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lí,…Thực ra, trong giờ học vật lí, mỗi một vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa trong các tiết học chính là một bài tập đối với học sinh. Hiểu theo nghĩa rộng thì sự tư duy định hướng một cách tích cực luôn luôn là việc giải bài tập. Trong các tài liệu giáo khoa, các tài liệu về phương pháp dạy học bộ môn thì người ta hiểu bài tập vật lí là những bài luyện tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lí, hình thành các khái niệm, phát huy tư duy vật lí của học sinh và rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức của học sinh vào thực tiễn. II.1.2. Tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học vật lí Bài tập vật lí có một tầm quan trọng đặc biệt góp phần vào việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học vật lí ở phổ thông, chúng đóng vai trò quan trọng dạy học và giáo dục học sinh. Tùy thuộc vào những tình huống cụ thể, bài tập vật lí được sử dụng theo các mục đích khác nhau. - Bài tập vật lí được sử dụng như là phương tiện để nghiên cứu tài liệu mới. - Bài tập vật lí là một phương tiện để học sinh rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức, liên hệ lí thuyết với thực tế, học tập với đời sống. - Bài tập vật lí là một phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong việc rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh. - Bài tập vật lí là một phương tiện ôn tập, củng cố kiến thức đã học một cách sinh động và có hiệu quả. - Bài tập vật lí là một phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng của học sinh một cách chính xác. II.1.3. Khái niệm bài tập thực tiễn 7
a. Bài tập Vật lí có nội dung thực tiễn: là những bài tập mà nội dung của chúng là các tình huống cụ thể hoặc mô phỏng các tình huống có thể nảy sinh trong thực tế cuộc sống xung quanh chúng ta. Những bài tập này thể hiện được mối liên hệ giữa các kiến thức, định luật vật lí mà học sinh đã được học với các thành tựu và ứng dụng của những tri thức đó trong khoa học và kĩ thuật. b. Nguyên tắc xây dựng bài tập thực tiễn: - Phải đảm bảo tính chính xác, tính khoa học, tính hiện đại. - Phải gần gũi với kinh nghiệm của HS. - Phải sát với nội dung học tập. - Phải đảm bảo tính sư phạm - Phải có tính hệ thống, logic c. Quy trình thiết kế bài tập thực tiễn: Bài tập thực tiễn được xây dựng theo các bước sau: Bước 1: Lựa chọn đơn vị kiến thức, hiện tượng, bối cảnh/tình huống thực tiễn có liên quan. Bước 2: Xác định mục tiêu giáo dục của đơn vị kiến thức, xây dựng mâu thuẫn nhận thức từ bối cảnh/tình huống lựa chọn và xác định các điều kiện (kiến thức, kĩ năng,…) cần thiết để giải quyết mâu thuẫn này. Bước 3: Thiết kế bài tập theo mục tiêu. Bước 4: Xây dựng đáp án, lời giải và kiểm tra thử. Bước 5: Chỉnh sửa, hoàn thiện bài tập. II.1.4. Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh Năng lực GQVĐ là khả năng của một cá nhân hiểu và giải quyết tình huống vấn đề khi mà giải pháp giải quyết chưa rõ ràng. Nó bao gồm sự sẵn sàng tham gia vào giải quyết tình huống vấn đề đó – thể hiện tiềm năng là công dân tích cực và xây dựng (Định nghĩa trong đánh giá PISA, 2012). Giải quyết vấn đề là hoạt động trí tuệ được coi là trình độ phức tạp và cao nhất về nhận thức, vì cần huy động tất cả các năng lực trí tuệ của cá nhân. Để GQVĐ, chủ thể phải huy động trí nhớ, tri giác, lí luận, khái niệm hóa, ngôn ngữ, 8
đồng thời sử dụng cả cảm xúc, động cơ, niềm tin ở năng lực bản thân và khả năng kiểm soát được tình thế (Theo Nguyễn Cảnh Toàn – 2012 (Xã hội học tập – học tập suốt đời)). II.1.5. Vai trò của bài tập thực tiễn trong việc phát triển năng lực GQVĐ cho HS Bài tập vật lí có nội dung thực tiễn là một trong những phương tiện để hình thành và phát triển một cách toàn diện những thành tố của năng lực GQVĐ cho HS. Các bài tập vật lí có nội dung thực tế giúp chúng ta hiểu rõ bản chất vật lí của các khách thể trong tự nhiên, trong sản xuất và cuộc sống hàng ngày mà con người tương tác, trong quá trình hoạt động thực tiễn của mình. Chức năng dạy học của các bài tập có nội dung thực tiễn là khi giải chúng sẽ góp phần cụ thể hóa và hệ thống hóa kiến thức của học sinh; xây dựng hệ thống tri thức mới, về các ngành sản xuất chủ yếu và hướng chính phát triển công nghiệp, về sự vận dụng các định luật vật lí trong cuộc sống hàng ngày của con người; hiểu biết sâu sắc các quy luật vật lí; làm giàu nội dung và khối lượng kiến thức; hình thành các khái niệm kĩ thuật và kĩ thuật tổng hợp; thiết lập mối liên hệ giữa các loại khái niệm khác nhau; nắm vững cách diễn đạt của các định luật và các định nghĩa; hình thành cho HS các hoạt động liên quan đến việc vận dụng kiến thức vào các tình huống cụ thể trong cuộc sống và kinh nghiệm hoạt động thực tiễn. Trong quá trình giải các bài tập với nội dung thực tiễn cho thấy sự thống nhất của kiến thức trong các phương diện lí thuyết và thực tiễn (kiến thức và kĩ năng có được là cơ sở để hình thành kinh nghiệm cuộc sống cá nhân của học sinh), đảm bảo sự liên kết kiến thức với các lĩnh vực khoa học và thực tiễn. Bài tập với nội dung thực tiễn cho phép thực hiện việc kiểm tra cơ sở kiến thức và kĩ năng của học sinh, thiết lập mối liên hệ ngược giữa mức độ nhất định của kiến thức lí thuyết đã lĩnh hội được và sự phát triển kĩ năng GQVĐ trong thực tế, xác định mức độ sẵn sàng của HS để thực hiện các hoạt động thực tiễn. II.2. THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU II.2.1. Tình hình dạy - học chương “Năng lượng” ở phổ thông * Về việc sử dụng bài tập của giáo viên: - Do thời gian có hạn nên sau khi dạy xong lí thuyết thì đa số giáo viên cũng chỉ cho học sinh làm được một số bài để củng cố, không có thời gian sửa những bài tập đã giao cho học sinh về nhà. - Giáo viên đã soạn thảo hệ thống bài tập nhưng chưa xây dựng kế hoạch sử dụng hệ thống đã soạn thảo mà chỉ phát cho học sinh tự làm. 9
- Câu hỏi định hướng tư duy cho học sinh trong quá trình giải bài tập còn ít, nhiều câu chưa phù hợp, số câu hỏi định hướng tư duy tích cực, tự chủ còn ít. - Giáo viên thường chú ý đến những biến đổi toán học mà ít chú ý phân tích định hướng tư duy cho học sinh, ít các bài tập mang tính giải quyết vấn đề, các bài tập gắn với thực tiễn đời sống. * Về tình hình học tập môn Vật lí của học sinh - Nhiều học sinh còn thụ động, ghi nhớ máy móc, không hiểu bản chất các định luật Vật lí nên việc áp dụng các định luật vào giải bài toán còn khó khăn, hay sai lầm. - Khi giải bài tập học sinh còn lúng túng trọng việc định hướng giải, trình bày bài giải. - Nhiều học sinh không hứng thú giải bài tập, chưa tự giác giải bài tập. Vì cho rằng bài tập lí là khô khan không ứng dụng gì. * Để tiến hành tìm hiểu về thực trạng tổ chức dạy học sử dụng bài tập thực tiễn môn Vật lí cho học sinh lớp 10 ở trường THPT Tương Dương 1 tôi đã tiến hành khảo sát bằng phiếu điều tra đối với GV và HS với mục đích thu thập thông tin, phân tích khó khăn, thuận lợi của thực trạng. Nội dung khảo sát: Tìm hiểu nhận thức, hiểu biết, quá trình tổ chức dạy học sử dụng bài tập thực tiễn môn Vật lí cho học sinh lớp 10 ở trường THPT của các GV ở các trường THPT Tương Dương 1 Đối tượng khảo sát: 6 GV dạy các bộ môn Vật lí - Công nghệ và 80 HS lớp 10 ở trường THPT Tương Dương 1 tỉnh Nghệ An Thời gian khảo sát: Từ ngày 5/4/2023 đến ngày 5/4/2024. Phiếu khảo sát GV và HS (có trong Phụ lục kèm theo). Sau khi thu thập, phân tích, tổng hợp qua các phiếu điều tra, kết quả cho thấy như sau: Đối với học sinh: + Đa phần các em học sinh nhận định môn vật lí là môn khó: 71,5% học sinh được khảo sát. 10
+ Đa số cảm thấy khả năng nắm chắc kiến thức vật lí của mình còn nhiều hạn chế: chiếm 0,83% học sinh khẳng định mình nắm vững kiến thức vật lí, 9,17% học sinh cho biết mình không hiểu về kiến thức vật lí, số còn lại cho rằng mình nắm kiến thức vật lí ở mức độ bình thường + Học sinh thấy rằng khi sử dụng bài tập thực tiễn và phương pháp dạy học phát triển năng lực GQVĐ trong dạy học vật lí các em hiểu bài hơn: chiếm 87,5% học sinh được khảo sát. + Đa phần học sinh chưa có đầy đủ năng lực GQVĐ: 42,5% học sinh cho biết mình không có khả năng phân tích tình huống, đề xuất và lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề. + Trong quá trình làm bài tập thực tiễn tất cả các em đều thấy mình gặp phải khó khăn. Thực trạng trên chứng tỏ, GV sử dụng phương pháp áp dụng bài tập thực tiễn trong dạy học phát triển năng lực GQVĐ chưa hợp lí dẫn đến hiệu quả chưa cao. Vậy VĐ được đặt ra là cần phải làm rõ hơn mấu chốt của vận dụng bài tập thực tiễn trong dạy học phát triển năng lực GQVĐ cho HS. II.2.1. Ưu điểm và hạn chế * Ưu điểm: Hầu hết, GV bộ môn VL là những người có ý thức nghề nghiệp cao, có tinh thần vượt khó, cố gắng vươn lên trong công tác chuyên môn. GV đều nhận thức được yêu cầu đổi mới PPDH là vấn đề quan trọng trong sự nghiệp giáo dục nước nhà, đều nhận thấy ưu điểm của việc sử dụng bài tập thực tiễn. Khá nhiều GV quan tâm đến vấn đề đổi mới phương pháp dạy học, có cách tiếp cận với HS, hiểu tâm lí của các em để từ đó đưa ra những biện pháp tối ưu nhất. GV đã nhận thức được vai trò quan trọng của bộ môn VL trong việc giáo dục thế hệ trẻ hình thành thế giới quan khoa học cho HS cũng như các năng lực mà học sinh cần có khi học VL. Họ nhận thức được mức độ cần thiết, vai trò của bài tập thực tiễn trong việc phát triển năng lực GQVĐ, tăng hứng thú học tập của học sinh. Họ đã nghiên cứu, tìm hiểu về dạy học kết hợp bài tập thực tiễn trong DHVL. * Hạn chế : Nhiều GV còn chưa hiểu rõ cách thức sử dụng bài tập thực tiễn vào những tình huống học tập nào cho hợp lí. Việc áp dụng bài tập thực tiễn trong tương tác với HS còn rất ít, chỉ xuất hiện trong các viết bài tập hoặc các giờ ôn tập, khiến cho 11
HS càng chán môn VL, chỉ học cho xong không đọng lại trong đầu một kiến thức gì, tạo ra lỗ hổng lớn về kiến thức. Việc sử dụng bài tập thực tiễn còn nhiều khó khăn trong khâu công tác chuẩn bị, thời gian nhiều hơn… vì chương trình mới tài liệu tham khảo chưa nhiều. Về phía HS Nhiều HS vẫn có niềm yêu thích, hứng thú bộ môn nhưng bởi một số nguyên nhân như giờ học không thu hút, không thấy được mối liên hệ giữa vật lí với đời sống thường ngày … nên chất lượng học tập chưa thực sự hiệu quả. Các em chỉ cảm thấy hứng thú thật sự khi GV thay đổi cách dạy, cho các em cơ hội được làm việc nhiều hơn, được tiếp cận thực tiễn nhiều hơn, nhưng GV chưa vận dụng thường xuyên cách dạy này. Vì vậy, các em chưa có điều kiện để thay đổi cách học vẹt, học thuộc lòng. Trên thực tế nếu trong mỗi giờ học HS được tiếp cận với những bài tập tình huống thực tế, được GV tổ chức giúp HS khám phá được những tình huống này, HS sẽ nắm bài hiệu quả hơn. II.2.3. Nguyên nhân của thực trạng - Kĩ năng vận dụng toán học của học sinh còn yếu, còn quên nhiều kiến thức cũ có liên quan. - Học sinh chưa biết phân tích hiện tượng đã cho ở đề bài để lựa chọn đúng các kiến thức, định luật,…vào quá trình giải bài tập. - Thời lượng cho việc hướng dẫn học sinh giải bài tập còn quá ít nên học sinh chưa có điều kiện bổ sung, mở rộng và nâng cao kiến thức cũng như rèn luyện kỹ năng giải bài tập vật lí. - Hệ thống bài tập của nhiều giáo viên còn chưa phù hợp với các đối tượng học sinh và hoạt động hướng dẫn giải bài tập còn chưa phát triển năng lực GQVĐ, chưa phát huy tính tích cực, chủ động và bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh nên học sinh không có hứng thú giải bài tập, tâm lí ngại giải bài tập. II.3. GIẢI PHÁP, BIỆN PHÁP II.3.1. Mục tiêu của giải pháp, biện pháp - Góp phần hệ thống hóa cơ sở lí luận về phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học Vật lí ở trường THPT - Xây dựng hệ thông bài tập về từ trường THPT hỗ trợ việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh - Giáo viên có thể sử dụng bài tập thực tiễn vào trong giảng dạy để tích cực hóa hoạt động nhận thức, nâng cao được khả năng vận dụng kiến thức vào thực 12
tiễn cho HS, kết hợp với thang đo năng lực để xác định được năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, tăng hứng thú học tập của học sinh, góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lí ở nhà trường THPT - Cho học sinh thêm một cách nhìn khác hơn về học môn Vật lí, một môn học sinh động, thực nghiệm, gắn liền với đời sống hàng ngày; thay vì phần lớn thời gian trong năm học nghiên cứu lí thuyết và làm bài tập chuẩn bị cho các kì thi. II.3.2. Điểm mới, tính ưu việt, tính sáng tạo của giải pháp, biện pháp - Trên cơ sở nghiên cứu nội dung, chương trình phần Năng lượng Vật lí 10 THPT, tôi đã khai thác và xây dựng một số bài tập có nội dung thực tế để sử dụng trong quá trình dạy học, bao gồm 48 bài tập - Qua nghiên cứu cơ sở lí luận dạy học cùng với những đặc điểm, vai trò của bài tập có nội dung thực tế, chúng tôi đã đề xuất quy trình sử dụng bài tập có nội dung thực tế theo định hướng phát triển năng lực GQVĐ của HS trong dạy học vật lý. Đó là: + Sử dụng bài tập có nội dung thực tế để nêu vấn đề; + Sử dụng bài tập có nội dung thực tế để hình thành kiến thức mới; + Sử dụng bài tập có nội dung thực tế để vận dụng, củng cố; + Sử dụng bài tập có nội dung thực tế để kiểm tra, đánh giá; sử dụng bài tập có nội dung thực tế trong hoạt động ngoại khóa. - Tôi cũng đã thiết kế một số bài giảng theo hướng tăng cường sử dụng bài tập có nội dung thực tế theo hướng phát triển năng lực GQVĐ của HS. Về nội dung, kiến thức tập trung vào phần Năng lượng Vật lí 10 THPT, về phương pháp chủ yếu là vận dụng PPDH nêu vấn đề và giải quyết vấn đề, phương pháp đàm thoại, phương pháp làm việc nhóm - Xây dựng được rubik đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. Qua những bảng đánh giá đó tôi hi vọng có thể thu được một kết quả chính xác và khách quan nhất về việc áp dụng bài tập thực tiễn trong phát triển năng lực GQVĐ cho HS. - Phân loại bài tập thực tiễn theo những vấn đề nóng đang được con người và xã hội quan tâm hiện nay nên sẽ kích thích được sự hứng thú tìm hiểu bài và năng lực giải quyết vấn đề ở học sinh. - Tuy nhiên, thời gian học sinh hoạt động tìm hiểu trên lớp là hữu hạn. Do vậy, giáo viên muốn thực hiện tốt thì phải kết hợp chặt chẽ giữa nhiệm vụ học tập và tìm hiểu bài ở nhà với nhiệm vụ trên lớp. 13
II.3.3. Giải pháp chung II.3.3.1. Mục tiêu và kiến thức cơ bản trong chương Năng lượng Vật lí 10 Nội dung Yêu cầu cần đạt Năng - Chế tạo mô hình đơn giản minh hoạ được định luật lượn bảo toàn năng lượng, liên quan đến một số dạng g năng lượng khác nhau. - Trình bày được ví dụ chứng tỏ có thể truyền năng lượng từ vật này sang vật khác bằng cách thực hiện công. - Nêu được biểu thức tính công bằng tích của lực tác Công dụng và độ dịch chuyển theo phương của lực, nêu được đơn vị đo công là đơn vị đo năng lượng (với 1 J = 1 Nm); - Tính được công trong một số trường hợp đơn giản. - Từ một số tình huống thực tế, thảo luận để nêu được ý nghĩa vật lí và định nghĩa công suất. Công suất - Vận dụng được mối liên hệ công suất (hay tốc độ thực hiện công) với tích của lực và vận tốc trong một số tình huống thực tế. - Từ phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều với vận tốc ban đầu bằng không, rút ra được động Động năng năng của vật có giá trị bằng công của lực tác dụng lên vật. - Nêu được công thức tính thế năng trong trường trọng Thế năng lực đều, vận dụng được trong một số trường hợp đơn giản. Cơ năng - Phân tích được sự chuyển hoá động năng và thế năng của vật trong một số trường hợp đơn giản. - Nêu được khái niệm cơ năng; phát biểu được định 14
luật bảo toàn cơ năng và vận dụng được định luật bảo toàn cơ năng trong một số trường hợp đơn giản. - Từ tình huống thực tế, thảo luận để nêu được định Hiệu suất nghĩa hiệu suất, vận dụng được hiệu suất trong một số trường hợp thực tế. II.3.3.2. Phương pháp giải bài tập vật lí Bước 1: Đọc đề bài. Tìm hiểu để bài - Việc đọc kĩ đề bài giúp hiểu rõ vấn đề của bài tập và sơ bộ nhận dạng được bài tập. - Việc tìm hiểu đề bài bao gồm: + Xác định ý nghĩa của các thuật ngữ, phân biệt đâu là ẩn số, đâu là dữ kiện đã cho. + Dùng các kí hiệu vật lí để ghi tóm tắt đầu bài. + Đổi đơn vị về hệ đơn vị hợp pháp. + Vẽ hình mô tả hiện tượng vật lí trong bài tập. Bước 2: Phân tích hiện tượng của bài toán để xác lập các mối liên hệ cơ bản. Hoạt động của học sinh ở giai đoạn này gồm: - Đối chiếu các dữ liệu đã cho và cái phải tìm, xét bản chất vật lí của hiện tượng để nhận ra các định luật, công thức lí thuyết có liên quan. - Xác lập các mối liên hệ cụ thể của cái đã biết và cái phải tìm (mối quan hệ cơ bản). Bước 3: Luận giải, tính toán các kết quả bằng số Mỗi bài tập đều bắt đầu giải ở dạng tổng quát, đại lượng phải tìm cần được biểu thị qua các đại lượng đã cho. Sau khi đã tìm ra kết quả cuối cùng bằng chữ, học sinh tiếp tục luận giải để rút ra mối liên hệ tường minh, trực tiếp giữa cái đã cho và cái phải tìm bằng cách thay các đại lượng bằng các trị số của chúng để tính toán ra kết quả bằng số. Bước 4: Nhận xét kết quả Sau khi đã tìm ra kết quả, giáo viên cần rèn cho học sinh thói quen rút ra một số nhận xét về: giá trị thực tế của kết quả, phương pháp giải, khả năng mở rộng của bài tập, khả năng ứng dụng của bài tập,… 15
II.3.3.3. Soạn thảo một số bài tập thực tiễn chương Năng lượng Vật lí 10 Chúng tôi đã tiến hành khai thác, xây dựng hệ thống bài tập có nội dung thực tế chương Năng lượng Vật lí 10 gồm các bài học khác nhau và với các hình thức thể hiện khác nhau. Do khuôn khổ của luận văn nên ứng với mỗi hình thức thể hiện bài tập có nội dung thực tế, chúng tôi tiến hành giải 1 hoặc 2 bài tập để minh họa. Phần 1: Bài toán thực tiễn giáo dục an toàn giao thông Hiện nay phanh tay điện từ đang dần được áp dụng rộng rãi trên hầu hết các dòng xe đặc biệt là các dòng xe cao cấp. Theo đó, phần thắng tay truyền thống trên xe hơi đang lùi vào dĩ vãng nhường đường cho phanh điện từ ngày càng thông dụng. Câu hỏi đặt ra là phần điện từ có tốt hơn phanh tay? Thực tế là hơn rất nhiều. Phanh điện từ hoạt động nhờ hai mô tơ nhỏ thao tác dùng ít lực hơn mà không cần điều chỉnh như phanh truyền thống, đồng thời giúp giải phóng không gian cabin, đặc biệt là khu vực Trung tâm nơi thường đặt phanh tay. Hầu hết phân điện từ sẽ tự giải phóng khi xe chuyển động, ngoài ra có thêm tính năng tự phanh khi đổ xe trên dốc. Nói chung, phanh điện tử có nhiều tính năng ưu việt hơn phanh tay thông thường giúp hạn chế tối đa rủi ro và thiệt hại không đáng có. Tất nhiên không thể phủ nhận vai trò của phanh tay trong lịch sử xe hơi. Tại thị trường mới nổi, nơi xe đắt tiền còn là mặt hàng xa xỉ, phanh tay vẫn là lựa chọn của nhà sản xuất bởi chi phí thấp và quá trình sản xuất không phức tạp như phanh điện từ. 16
Ví dụ 1: Một ôtô có khối lượng 1100 kg đang chạy với vận tốc 24 m/s thì thấy thanh chắn tàu trước mặt cách 60 m bị gạt xuống. Tính lực hãm tối thiểu của phanh tay điện từ trên quãng đường ôtô chạy để có thể dừng lại trước thanh chắn tàu. A. 9000,5 N. B. 2400 N. C. 1650 N. D. 4363,3 N  Hướng dẫn giải: Đáp án: D. Ta có, độ biến thiên động năng bằng công của ngoại lực tác dụng lên vật nên: Lực hãm tối thiểu trên quãng đường ôtô chạy để có thể dừng lại trước thanh chắn tàu:  Ý nghĩa: + Giáo dục học sinh dùng phanh khi tham gia giao thông để đảm bảo an toàn. + Giáo dục học sinh tính ưu việt của công nghệ mới với vấn đề an toàn giao thông Mỗi động cơ có một công suất nhất định. Tay ga làm thay 17
đổi công suất của động cơ trong khoảng cho phép, còn hộp số để làm gì? Với công suất nhất định, muốn tăng lực thì phải giảm vận tốc, cấu tạo của hộp số giúp điều chỉnh lực tác dụng của động cơ. Hộp số là thiết bị gồm các bánh răng truyền động có bán kính lớn, nhỏ khác nhau để chuyển số, giúp thay đổi mômen xoắn lên bánh xe, từ đó điều chỉnh tốc độ của xe máy. - Số 1 tương ứng với tốc độ từ 0 – 10 km/h - Số 2 tương ứng với tốc độ từ 10 – 20 km/h - Số 3 tương ứng với vận tốc từ 20 – 40 km/h - Số 4 tương ứng với vận tốc từ 40 km/h trở lên. Số 1, 2 được coi là số thấp; số 3, 4 là số cao. Cấu tạo của líp xe đạp cũng có tác dụng tương tự như hộp số Ví dụ 2: Khuyến nghị cho người lái xe máy nên đi bằng số thấp hay số cao trong tình huống Xe máy bắt đầu di chuyển. A. số thấp (số 1, 2) B. Số cao (số 3, 4) C. Về số nhỏ D. Lên số lớn 18
 Hướng dẫn giải: Đáp án: A. Xe về số thấp để tạo một lực phát động lớn giúp xe dễ di chuyển  Ý nghĩa: + Giáo dục học sinh điều chỉnh số hoặc lip khi tham gia giao thông để đảm bảo an toàn. + Giáo dục học sinh khi đi qua những đoạn đường nguy hiểm cần phải giảm tốc độ và quan sát cẩn thận. + Lưu ý cho học sinh hiểu được: trong lý thuyết, khi lực tăng 3 lần thì vận tốc sẽ giảm 3 lần nhưng trong thực tế ở những đoạn đường khác nhau, ma sát phải khác nhau, do đó, lực phát động của xe cũng phải khác nhau để thắng thêm lực cản, lực ma sát. Phần 2: Bài toán thực tiễn giáo dục bảo vệ môi trường Môi trường có vai trò cực kì quan trọng đối với đời sống con người, đó không chỉ là nơi tồn tại sinh trưởng và phát phát triển mà còn là nơi lao động và nghỉ ngơi, hưởng thụ và trau dồi những nét đẹp văn hóa thẩm mĩ. Những hiểm họa suy thoái môi trường đang ngày càng đe dọa cuộc sống của loài người. Chính vì vậy, bảo vệ môi trường là vấn đề sống còn của nhân loại và của mỗi quốc gia. Một trong những nguyên nhân cơ bản gây suy thoái môi trường là do sự thiếu hiểu biết thiếu ý thức của con người. Giáo dục bảo vệ môi trường là một trong những biện pháp hữu hiệu nhất, kinh tế nhất và có tính bền vững nhất trong các biện pháp để thực hiện mục tiêu bảo vệ môi trường và phát triển bền vững đất nước. Thông qua giáo dục, từng người và cộng đồng được trang bị kiến thức về môi trường, ý thức bảo vệ môi trường, năng lực phát triển và xử lí các vấn đề về môi trường. Trong số các môn học ở trường trung học phổ thông thì môn Vật lí là một trong những môn học thực nghiệm nó cung cấp cho học sinh rất nhiều những kiến thức cơ bản về thế giới tự nhiên nói chung và về môi trường xung quanh. Vì vậy để đáp ứng được các yêu cầu đặt ra cùng với các môn học khác trong quá trình giảng dạy vật lí việc lồng ghép các bài tập giáo dục bảo vệ môi trường là vấn đề không thể thiếu. Ngày nay công nghệ ngày càng phát triển hiện đại, những dụng cụ thiết bị trong gia đình nhờ đó mà ngày càng được cải tiến và nâng cao. Trên thị trường 19
hiện nay bếp từ là loại bếp được sử dụng khá phổ biến bởi những tính năng thông minh có thể thay thế bếp gas đã không còn an toàn, gây ô nhiễm không khí trong nhà. Bên cạnh đó, các vụ nổ ga nghiêm trọng liên tiếp xảy ra những năm gần đây khiến nhiều người dùng có xu hướng chuyển sang sử dụng bếp từ. Bếp từ có những ưu điểm tuyệt vời như hiệu suất cao, ít hao tốn điện và trên hết là nấu ăn không khói lửa, an toàn khi sử dụng. Là một trong những ứng dụng tuyệt vời của hiện tượng cảm ứng điện từ Ví dụ 3: Chọn câu sai khi nói về ưu và nhược điểm của bếp từ: A. hiệu suất của bếp cao giúp tiết kiệm thời gian đun nấu và tiết kiệm điện năng cho gia đình B. bếp từ bảo vệ môi trường vì không thải các khí độc hại như CO2 không có bức xạ nhiệt ra ngoài môi trường C. khi dùng bếp không nên bật quạt xung quanh vì sẽ gây ra thất thoát nhiệt D. khi dùng bếp từ phải đầu tư chi phí ban đầu cao để mua nồi chuyên dụng  Hướng dẫn giải: Đáp án: C. bếp không có nhiều thất thoát ra ngoài không có ngọn lửa nên khi đun nóng không tạo hơi nóng bạn có thể vừa đun nấu vừa bật quạt mà không sợ ảnh hưởng đến quá trình nấu nướng.  Ý nghĩa: Giáo dục học sinh tiết kiệm điện năng, bảo vệ môi trường bảo vệ sức khỏe những người trong gia đình. Ví dụ 4: Một chiếc iPhone X có dung lượng pin khi được sạc đầy là 1440 mAh, tương ứng với 5,45 Wh. Nếu mỗi ngày thực hiện một lần sạc từ lúc pin hoàn toàn cạn, tính ra trong một năm (365 ngày) ta phải trả hết bao nhiêu tiền điện? Biết giá điện hiện nay là 2700₫/kWh. 20