Tăng cường sử dụng các bài tập định tính và câu hỏi thực tế để tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học Vật lí - Nguyễn Thanh Hải

Tạp chí Khoa học và Giáo dục, Trường Đại học Sư phạm Huế ISSN 1859-1612, Số 04(12)/2009: tr. 113-120 TĂNG CƯỜNG SỬ DỤNG CÁC BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH VÀ CÂU HỎI THỰC TẾ ĐỂ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ NGUYỄN THANH HẢI Trường THPT Trần Quốc Tuấn, Quảng Ngãi Tóm tắt: Bài báo tập trung phân tích một số nét mới về quan điểm xây dựng nội dung chương trình vật lí trung học phổ thông và tác động của nó đến quá trình dạy học. Trên cơ sở đó đề xuất biện pháp tổ chức hoạt động nhận thức với sự tăng cường sử dụng các bài tập định tính và câu hỏi thực tế trong giờ học vật lí ở trường trung học phổ thông. 1. MỞ ĐẦU Bắt đầu từ năm học 2006-2007, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã lần lượt triển khai sử dụng sách giáo khoa vật lí lớp 10, 11 và 12 theo chương trình mới. Căn cứ vào nội dung các sách giáo khoa và các tài liệu bồi dưỡng giáo viên (GV), có thể thấy quan điểm xây dựng chương trình, nội dung, phương pháp (PP) dạy học và những yêu cầu về kiểm tra đánh giá học sinh (HS) có những nét mới, tác động mạnh đến việc tổ chức hoạt động nhận thức cho HS. Một trong những nét mới có ý nghĩa quan trọng là yêu cầu đối với các bài tập, các đề kiểm tra phải đánh giá cao khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, kĩ năng xử lí và giải quyết sáng tạo những tình huống mới của HS. Điều đó thực sự làm thay đổi nếp nghĩ “thi gì học nấy” trong đại bộ phận HS hiện nay, đồng thời ở một khía cạnh khác, nét mới nói trên đã đưa bài tập định tính (BTĐT) và câu hỏi thực tế (CHTT) trở lại đúng với vị trí xứng đáng vốn có của nó trong quá trình dạy học vật lí. Theo đó, việc thiết kế bài giảng của GV cũng cần có sự đầu tư nhiều hơn, khoa học hơn và có ý nghĩa thực tiễn nhiều hơn. 2. ĐỔI MỚI TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CHO HỌC SINH TRONG QUÁ TRÌNH DẠY HỌC Mục tiêu của giáo dục hiện nay đặc biệt coi trọng đến việc bồi dưỡng cho HS năng lực tư duy, khả năng sáng tạo, để từ đó bản thân họ có thể tự sáng tạo ra những tri thức mới, PP mới, cách giải quyết vấn đề mới thích nghi với sự phát triển về mọi mặt của xã hội. Vấn đề đặt ra ở đây là trong quá trình dạy học, mỗi tiết học trên lớp cần tổ chức như thế nào để HS phát huy được tính tích cực, chủ động và sáng tạo nhất. Có thể hình dung diễn biến chính về hoạt động của GV và HS trong một tiết học, theo hướng tổ chức hoạt động nhận thức của HS như sau: - Ban đầu, GV tổ chức tình huống học tập bằng cách đặt vấn đề và giao nhiệm vụ cho HS. HS hăng hái đảm nhận nhiệm vụ, trong quá trình giải quyết nhiệm vụ, HS sẽ gặp khó khăn và nảy sinh vấn đề cần tìm tòi giải quyết. Những khó khăn ban đầu của HS được GV gợi ý để các vấn đề được diễn đạt một cách chính xác, phù hợp với mục tiêu và các nội dung cụ thể đã xác định. NGUYỄN THANH HẢI 114 - Trong quá trình hoạt động nhận thức, GV theo dõi, định hướng, chỉ đạo sự trao đổi, tranh luận của HS và có những gợi ý cần thiết; HS chủ động tìm tòi giải quyết vấn đề đặt ra theo một tiến trình hợp lí. - Sau cùng, GV chỉ đạo sự trao đổi, tranh luận về kết quả của HS đối với những nhiệm vụ đã được đặt ra, bổ sung, tổng kết, khái quát hoá, chuẩn hóa kiến thức, kiểm tra kết quả, nhận xét, đánh giá và thực hiện các công việc cần thiết khác. Việc xây dựng kiến thức vật lí cụ thể được thực hiện theo tiến trình như sau: [1] - Nêu các sự kiện mở đầu (đề xuất vấn đề) Sự kiện mở đầu được đặt ra với yêu cầu phải xuất phát từ cái đã biết và nhiệm vụ cần giải quyết, từ đó làm nảy sinh nhu cầu về một cái còn chưa biết, về một cách giải quyết không có sẵn, nhưng hy vọng có thể tìm tòi, xây dựng được. Ngay sau khi nêu các sự kiện mở đầu, GV cần làm bộc lộ những quan niệm sẵn có của HS. Mục đích của việc làm bộc lộ quan niệm sẵn có của HS là để GV biết được mức độ hiểu biết của HS (đúng hay sai; nông hay sâu; chính xác hay chưa chính xác...) về hiện tượng định nghiên cứu. Có thể thực hiện tốt bước này bằng cách GV đặt ra những câu hỏi thuộc loại: Vì sao? Thế nào? những câu hỏi này đòi hỏi phải được trả lời bằng những quan niệm trước đó của HS về vấn đề đang nghiên cứu hoặc GV có thể đưa ra một số quan niệm, trong đó có cả những quan niệm sai lẫn quan niệm đúng để HS lựa chọn. - Xây dựng mô hình - giả thuyết Đây là giai đoạn quan trọng và khó khăn, vì trong giai đoạn này tri thức về hiện tượng cần nghiên cứu được xây dựng, tư duy trực giác của HS giữ vai trò chủ đạo. Để giải quyết vấn đề đặt ra, phải suy đoán được điểm xuất phát để từ đó có thể tìm được lời giải; chọn hoặc đề xuất mô hình có thể vận hành được để đi tới cái cần tìm; hoặc phỏng đoán các biến cố thực nghiệm có thể xảy ra mà nhờ đó có thể khảo sát thực nghiệm để xây dựng cái cần tìm. Trong trường hợp nội dung kiến thức vật lí là mối liên hệ phức tạp giữa các đại lượng mà HS khó nhận thấy, thì GV có thể định hướng, gợi ý cho HS về mối quan hệ giữa các đại lượng, còn mối quan hệ đó tuân theo quy luật nào thì nên để HS tự đưa ra. - Suy luận hệ quả lôgic Ở giai đoạn này, tư duy lôgic theo kiểu lập luận, suy diễn và biến đổi toán học dựa vào những kiến thức đã biết hoàn toàn chiếm ưu thế. GV chỉ cần định hướng để HS tự rút ra các hệ quả lôgíc về cái cần tìm bằng cách sử dụng những lập luận, suy diễn từ những dự đoán đã nêu. Trong nhiều trường hợp, HS cần phải phối hợp tốt giữa PP suy luận và những biến đổi toán học cần thiết. Trước khi kiểm tra những hệ quả lôgic, GV nên định hướng cho HS trao đổi, thảo luận và đề xuất các phương án TN kiểm tra hệ quả lôgic. GV cần dự phòng một số phương án TN để phòng khi HS không nêu ra được phương án hoặc khi phương án của HS nêu ra chưa thật tối ưu. TĂNG CƯỜNG SỬ DỤNG CÁC BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH VÀ CÂU HỎI THỰC TẾ... 115 - Tiến hành TN kiểm tra Đây là giai đoạn xác định sự đúng đắn hay không của hệ quả lôgic, giai đoạn này đòi hỏi HS phải có kĩ năng, kĩ xảo trong thực hành TN. GV cần lựa chọn và chuẩn bị những TN kiểm tra phù hợp với các phương án đã nêu đồng thời phải đảm bảo kết quả TN là chính xác và thành công ngay. Tùy vào mức độ dễ hay khó của TN và khả năng thực hành của HS mà GV có thể yêu cầu HS tự tiến hành TN dưới sự hướng dẫn của thầy hoặc GV và HS cùng tiến hành TN. Sau khi tiến hành TN kiểm tra, sẽ xuất hiện hai khả năng: + Khả năng thứ nhất: Kết quả TN không phù hợp với hệ quả lôgic, khi đó cần kiểm tra xem phương án TN có phù hợp với mô hình đề ra chưa? mô hình được xây dựng đã hợp lí chưa? việc tiến hành TN kiểm tra đã tiến hành đúng theo phương án đề ra chưa? Nếu ba nội dung ấy chưa hợp lí thì cần điều chỉnh, bổ sung thậm chí thay đổi hoàn toàn. + Khả năng thứ hai: Kết quả TN hoàn toàn phù hợp với hệ quả lôgic, GV có thể cho HS nêu một cách chính xác, đầy đủ mô hình - giả thuyết chấp nhận được, từ đó GV hướng dẫn HS khái quát hóa, nêu thành khái niệm, định luật vật lí... Sau khi xác lập những khái niệm, định luật... GV định hướng cho HS vận dụng để giải thích các hiện tượng thực tế và luyện tập, như thế không những HS thấy được những ứng dụng của kiến thức vật lí trong đời sống mà từ đó còn có thể làm nảy sinh sự mở rộng giới hạn của mô hình - giả thuyết do sự xuất hiện của sự kiện mới. Tiến trình nêu trên thực chất là việc vận dụng PP thực nghiệm vào quá trình dạy học vật lí và được biểu diễn bằng sơ đồ dưới đây [3]. NÊU CÁC SỰ KIỆN KHỞI ĐẦU Làm bộc lộ quan niệm sẵn có của HS XÂY DỰNG MÔ HÌNH - GIẢ THUYẾT Suy ra hệ quả lôgic có thể kiểm tra được bằng thực nghiệm Hình dung các phương án TN kiểm tra TIẾN HÀNH TN KIỂM TRA Nêu giả thuyết hoặc mô hình chấp nhận được PHÁT BIỂU KHÁI NIỆM, THUYẾT, ĐỊNH LUẬT DÙNG MÔ HÌNH ĐỂ GIẢI THÍCH, LUYỆN TẬP NGUYỄN THANH HẢI 116 3. THÍ DỤ VỀ THIẾT KẾ BÀI GIẢNG THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HOÁ HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC VỚI SỰ TĂNG CƯỜNG SỬ DỤNG CÁC BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH VÀ CÂU HỎI THỰC TẾ Bài giảng theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức với sự tăng cường sử dụng BTĐT và CHTT được xây dựng theo trình tự: Xác định mục tiêu bài học, yêu cầu chuẩn bị cho giáo viên và học sinh, sơ đồ tiến trình xây dựng bài và dự kiến tổ chức các hoạt động nhận thức. Dưới đây là tiến trình dạy học bài: Lực. Tổng hợp và phân tích lực. Sơ đồ tiến trình xây dựng bài: ĐỀ XUẤT VẤN ĐỀ Cho HS xem một số hình ảnh thực tế liên quan đến bài học. Sử dụng các BTĐT và CHTT tạo tình huống có vấn đề. Hình ảnh và câu hỏi về lực và biểu diễn lực Hình ảnh và câu hỏi về tổng hợp lực Hình ảnh và câu hỏi về phân tích lực Câu hỏi khó! Học sinh đưa ra nhiều cách lí giải khác nhau. Hầu hết các câu giải thích đều chưa hợp lí hoặc sai với bản chất của hiện tượng. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ C o HS xem một số mô hình nguyên tắc về tổng hợp và phân tích lực. Tổ chức thí nghiệm, thảo luận thông qua phiếu học tập TN về tổng hợp lực Mô hình nguyên tắc về cách phân tích lực Nhận xét về tổng hợp lực và nêu quy tắc tìm hợp lực Nhận xét về phân tích lực và nêu các đặc điểm Nhớ lại, phát biểu khái niệm lực, cách biểu diễn véctơ lực bằng mũi tên VẬN DỤNG Cho HS xem lại các hình ảnh và trả lời các câu hỏi đã nêu đầu bài học. Nêu thêm một số ứng dụng khác của phép tổng hợp và phân tích lực thường gặp trong thực tế. Trình bày chặt chẽ các kiến thức, khẳng định tính đúng đắn của kiến thức về mặt khoa học. TĂNG CƯỜNG SỬ DỤNG CÁC BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH VÀ CÂU HỎI THỰC TẾ... 117 Các hoạt động cụ thể: ! Hoạt động 1: Giới thiệu nội dung kiến thức chương 2, các yêu cầu cần đạt được về kiến thức, kĩ năng và thái độ GV thông báo ngắn gọn các nội dung chính, những yêu cầu chính cho HS. ! Hoạt động 2: Tổ chức tình huống học tập, đề xuất vấn đề GV: Cho HS xem một số hình ảnh thực tế, nêu các câu hỏi thực tế. (minh hoạ hình 1) HS: Quan sát, trả lời. Câu trả lời của HS sẽ chưa thể chính xác ⇒ Xuất hiện tình huống có vấn đề. GV: Bài học hôm nay sẽ giúp chúng ta giải thích được những vấn đề trên và trên cơ sở đó có thể giải thích được nhiều hiện tượng khác trong đời sống... ! Hoạt động 3: Gợi ý để HS nhớ lại khái niệm về lực GV: Cho HS xem một số hình ảnh thực tế, liên quan đến tác dụng của lực (làm cho vật bị thay đổi vận tốc và bị biến dạng. (minh họa hình 2) HS: Quan sát, nhớ lại kiến thức và phát biểu khái niệm về lực và cách biểu diễn lực. ! Hoạt động 4: Xây dựng kiến thức về tổng hợp lực GV: Cho HS xem hình ảnh hai chiếc ca nô cùng kéo chiếc xà lan. Vấn đề đặt ra: có thể thay thế hai lực cùng tác dụng lên một vật bằng một lực duy nhất không? (minh hoạ hình 3) HS: Quan sát, đưa ra ý kiến của mình. GV: Nêu sơ đồ nguyên tắc về cách thay thế hai lực bằng một lực. HS: Quan sát, trình bày các ý kiến về khái niệm tổng hợp lực. GV: Đề xuất phương án thí nghiệm. HS: Các nhóm thực hiện thí nghiệm như nội dung sách giáo khoa, thảo luận và báo cáo kết quả thí nghiệm. GV: Tổng kết ý kiến của các nhóm. Thống nhất cách phát biểu về phép tổng hợp lực và quy tắc tổng hợp lực. ! Hoạt động 5: Xây dựng kiến thức về phân tích lực GV: Cho HS quan sát mô hình nguyên tắc cách thay thế một lực bằng hai lực (minh họa hình 4). Hình 1 Hình 2 Hình 3 Hình 4 NGUYỄN THANH HẢI 118 Đề xuất vấn đề: có thể thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực tác dụng đồng thời và gây hiệu quả giống hệt như lực ấy hay không? HS: Quan sát, thảo luận đưa ra ý kiến của mình về phép phân tích lực. GV: Tổng hợp ý kiến, thống nhất cách phát biểu về phép phân tích lực. GV: Đặt vần đề mới mang tính thực tiễn: Phân tích lực nhằm mục đích gì? HS: Thảo luận, nêu ý kiến của mình. GV: Tổng hợp ý kiến. Cho HS xem hình ảnh về tác dụng lực của vật đặt trên mặt phẳng nghiêng (minh họa hình 5), thống nhất cách hiểu về tác dụng của phép phân tích lực là làm cho ta thấy rõ hơn tác dụng của lực đối với vật. ! Hoạt động 6: Củng cố kiến thức, vận dụng kiến thức GV: Cho HS nhắc lại những kiến thức cơ bản đã lĩnh hội được trong tiết học. HS: Nhớ và nhắc lại kiến thức về lực, tổng hợp lực, phân tích lực. GV: Cho học sinh quan sát lại các hình ảnh và câu hỏi đặt ra đầu giờ học. HS: Thảo luận nhóm, trả lời các câu hỏi thông qua phiếu học tập. GV: Tổng hợp ý kiến và thống nhất cách trả lời chính xác cho mỗi câu hỏi. GV: Sử dụng một số câu hỏi trắc nghiệm, củng cố một lần nữa các kiến thức đã học cho học sinh. Nhắc nhở học sinh các công việc làm ở nhà. HS: Trả lời nhanh các câu hỏi trắc nghiệm, ghi nhớ các công việc. " Nhận xét về tác dụng của việc tăng cường sử dụng bài tập định tính và câu hỏi thực tế trong giờ dạy: Các câu hỏi thực tế đặt ra ở đầu bài học đã đặt HS vào một tâm thế mới: HS cảm thấy rất quen thuộc nhưng lại thực sự khó khăn khi cần giải thích chính xác bằng ngôn ngữ vật lí; tính hấp dẫn của bài học tăng, làm cho HS phấn chấn, tạo ra động lực cần phải tiếp thu thêm kiến thức để giải thích được các vấn đề thực tiễn. Giờ học luôn ở mức độ tập trung cao, thảo luận sôi nổi, GV dễ nhận ra những quan niệm sai lệch của HS và có thể uốn nắn kịp thời. Các CHTT đặt ra, được trả lời ngay ở phần cuối của tiết học, làm cho HS tin tưởng vào tính chính xác của kiến thức, tự tin về năng lực của bản thân, đặc biệt là HS thấy được vai trò của kiến thức đối với việc giải quyết các vấn đề thực tiễn. 4. MỘT SỐ NHẬN XÉT Hình 5 TĂNG CƯỜNG SỬ DỤNG CÁC BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH VÀ CÂU HỎI THỰC TẾ... 119 Có thể nói rằng, đổi mới PP dạy học nói chung và dạy học vật lý nói riêng ở các trường phổ thông là vấn đề mấu chốt để nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập, trong đó việc tăng cường sử dụng các BTĐT và CHTT trong các giờ học vật lí là một biện pháp hữu hiệu nhằm nâng cao khả năng vận dụng kiện thức vào thực tiễn cho HS. Với các PP dạy học mới, việc dạy học không còn là truyền thụ kiến thức một chiều, mà đòi hỏi người GV phải có sự đầu tư, tự nghiên cứu, tìm tòi và rèn luyện để có được kỹ thuật dạy học mới, đảm bảo cho việc dạy học đạt được những 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. Việc đổi mới PP dạy học phải diễn ra một cách đồng bộ các yếu tố của quá trình dạy học như nội dung, hình thức tổ chức, phương tiện dạy học; đồng thời bản thân GV cũng cần phải đổi mới cách soạn giáo án, cách dạy học trên lớp, có như thế mới đáp ứng được yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực hoạt động nhận thức. Để thực hiện có hiệu quả việc đổi mới phương pháp dạy học vật lý hiện nay ở các trường phổ thông cần phải quán triệt các biện pháp cụ thể đó là: Sử dụng linh hoạt các phương pháp dạy học truyền thống theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động học tập của học sinh; tích cực sử dụng phương pháp dạy học giải quyết vấn đề; tăng cường vận dụng các phương pháp dạy học mới theo hướng đề cao chủ thể nhận thức của học sinh; sử dụng một số phương tiện kĩ thuật hiện đại để giúp HS tiếp cận nhanh hơn với kiến thức vật lí, đồng thời nâng cao khả năng vận dụng kiến thức vào thực tế cuộc sống cho HS. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Hữu Tòng (2004), Dạy học vật lý ở trường phổ thông theo định hướng pháp triển hoạt động học tích cực, tự chủ, sáng tạo và tư duy khoa học, NXB Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh. [2] Nguyễn Thị Hồng Việt (2003), Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học vật lí ở trường trung học phổ thông, NXB Giáo dục. Title: USING QUALITATIVE EXERCISES AND PRACTICAL QUESTIONS TO HELP PUPILS ACQUIRE PHYSICS LESSONS Abstract: The article focuses on analysing some new features in compiling the contents of physics program at upper secondary schools and its impact on the teaching and learning process. From that point, the article suggests some ways of helping the pupils acquire the physics lessons by using qualitative exercises and practical questions at schools. ThS. NGUYỄN THANH HẢI Trường THPT Trần Quốc Tuấn, Quảng Ngãi. NGUYỄN THANH HẢI 120