Ứng dụng phương pháp dạy học theo trạm trong dạy học chương chất khí, Vật lý lớp 10 - Phùng Việt Hải

Tạp chí Khoa học – Số 01 (2013): 84 – 90 Trường Đại học An Giang 84 ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC THEO TRẠM TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG CHẤT KHÍ, VẬT LÝ LỚP 10 Phùng Việt Hải1, Phùng Thị Tố Loan1 và Lê Thị Diệu2 ABSTRACT Learning station is an active method of learning for reinforcing skills taught by a teacher to students. Learning by this method, the students acquired initiatively knowledge, promoted their skills such as problem- solving, presentation, creativity and experimental skills. This method also stimulated the learners’ interests in the lessons. Prior to this experiment, the learning station method has not widely been used at high schools in Vietnam. This study presented the use of learning station method for teaching a chapter of “gas” in 10 th grade physics, which evaluated the effect of this teaching method on students’ interests and creative development. The results indicated that learning station method had positive effect on students; therefore, this method should be widely used at high schools. Keywords: gas, learning station, excited, positive Title: The application of learning station methods to teach a chapter of gas in 10 th grade physics TÓM TẮT Dạy học theo Trạm là một phương pháp dạy học tích cực, trong đó học sinh không chỉ chủ động tiếp thu kiến thức, phát triển các năng lực (năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo, năng lực trình bày, sử dụng thí nghiệm) mà còn kích thích hứng thú say mê với môn học. Phương pháp này chưa được biết đến một cách rộng rãi ở các trường phổ thông nước ta. Bài báo trình bày về việc vận dụng phương pháp dạy học theo Trạm để dạy các kiến thức chương “Chất khí” – chương trình Vật lý lớp 10. Từ đó, đánh giá hiệu quả của nó tới sựphát triển năng lực sáng tạo, sự hứng thú của học sinh. Các kết quả thu được bước đầu cho thấy, phương pháp dạy học trên đã phát huy được tính tích cực, sáng tạo và tạo hứng thú cho học sinh trong quá trình học tập. Phương pháp trên cần được nghiên cứu, vận dụng nhiều hơn nữa trong thực tiễn dạy học ở phổ thông. Từ khóa: chất khí, dạy học treo Trạm, hứng thú, tích cực 1. GIỚI THIỆU Cùng với sự đổi mới về nội dung chương trình, sách giáo khoa, phương tiện phục vụ dạy học, phương pháp dạy học ở bậc trung học phổ thông cũng đã có nhiều đổi mới. Tuy nhiên, do khâu kiểm tra, đánh giá chậm đổi mới (vẫn chủ yếu tập trung đánh giá kiến thức mà chưa chú ý đến đánh giá kỹ năng) và một số lí do chủ quan khác nên việc dạy học môn Vật lý ở các trường phổ thông trên địa bàn Tây Nguyên nói riêng, cả nước nói chung hiện nay, kiểu dạy học mang tính thông báo – truyền thụ một chiều còn khá phổ biến. Giáo viên (GV) tập trung trình bày, thông báo, giảng giải các nội dung kiến thức trong sách giáo khoa mà chưa tổ chức được nhiều hoạt động dạy học nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo, nâng cao hứng thú của học sinh (HS) đối với môn học. Việc nghiên cứu, áp dụng những phương pháp dạy và học lấy HS làm trung tâm trong dạy học vật lý đóng vai trò rất quan trọng trong việc giải qu ết những t n tại trên Trong những phương pháp dạy học hiện đại nhằm tăng cường hoạt động tự chủ, phát huy tính tích cực, tự lực cho người học thì dạy học theo Trạm (DHTTr) là một phương pháp tổ chức dạy học hiệu quả. Ngoài mục tiêu truyền đạt kiến thức, DHTTr còn kích thích hứng thú, say mê nghiên cứu, rèn luyện năng lực giải quyết các vấn đề phức hợp, gắn lí thuyết với thực hành, tư du và hành động, rèn luyện năng lực cộng tác làm việc theo 1 ThS. Khoa Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Trường Đại học Tây Nguyên Email: viethai8090@gmail.com 2 Khoa Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Trường Đại học Tây Nguyên Tạp chí Khoa học – Số 01 (2013): 84 – 90 Trường Đại học An Giang 85 nhóm. Trong chương trình Vật lý 10, chúng tôi nhận thấy rằng các nội dung kiến thức trong chương “Chất khí” có thể tổ chức DHTTr mà ở đó người học có thể lĩnh hội kiến thức theo các cách khác nhau, nhờ đó phát hu được tính tích cực, tự lực cũng như hứng thú của HS trong học tập. 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Cơ sở lý thuyết về dạy học theo Trạm 2.1.1 Sơ lược về dạy học theo Trạm Dạy học theo Trạm (ger. Lernstatinen hoặc Learning Station; hay eng Circuit training) là một phương pháp tổ chức hoạt động học tập trong đó học sinh tự lực, chủ động thực hiện lần lượt những nhiệm vụ độc lập khác nhau tại các vị trí xác định trong hoặc ngoài không gian lớp học (Nguyễn Văn Biên & Ngu ễn Thị Thu Thủy, 2011; Quách Thị Thu Hương, 2012) Trong phương pháp tổ chức DHTTr, HS làm việc cá nhân, theo cặp hoặc theo nhóm để thực hiện các nhiệm vụ khác nhau ở các trạm về một nội dung kiến thức xác định. Các nhiệm vụ nhận thức ở mỗi trạm cần có tính tương đối độc lập với nhau, sao cho HS có thể bắt đầu từ một trạm bất kì. Sau khi hoàn thành trạm đó HS sẽ chuyển sang một trạm bất kì còn lại. Ngoài ra cũng có thể tổ chức các trạm học tập theo một vòng tròn để đảm bảo trật tự tiết học, vì vậ phương pháp nà còn gọi là dạy học theo vòng tròn (eng. Circuit training) (Hình 1) Phương pháp tổ chức DHTTr xuất hiện từ đầu thế kỉ XX dưới dạng sơ khai Nó chính thức được sử dụng như một hình thức dạy học bởi hai người Anh là Morgan và Adamson trong giờ học thể dục. Tại đó hai ông đã xâ dựng một vòng tròn luyện tập giúp HS nâng cao thể lực và thành tích cá nhân khi thi đấu. Trong dạy học hiện đại, phương pháp DHTTr đã được sử dụng trong dạy học ở mọi môn học trong trường phổ thông và cho thấy hiệu quả rõ rệt của nó. Ở Việt Nam, DHTTr đã được nghiên cứu, ứng dụng trong dạy học vật lý từ năm 2009 tại Đại học Sư phạm Hà Nội. Tu nhiên, phương pháp dạy học này vẫn chưa được nhiều người biết đến cũng như ứng dụng. 2.1.2 Phân loại các trạm học tập Có rất nhiều cách phân loại các trạm học tập như: phân loại theo vị trí, phân loại theo các pha xây dựng kiến thức, phân loại theo mức độ yêu cầu của nhiệm vụ, phân loại theo phương tiện, phân loại theo vai trò các trạm, theo hình thức làm việc. Cách phân loại phổ biến và dễ sử dụng nhất là theo mức độ yêu cầu của nhiệm vụ (Hình 2). Trong cách phân loại này, các trạm học tập thông thường được chia làm 2 loại: Trạm bắt buộc và trạm tự chọn. Trạm bắt buộc (học sinh bắt buộc phải thực hiện) có các nội dung kiến thức bắt buộc, trọng tâm của bài học. Trạm tự chọn chính là những ứng dụng, vận dụng của kiến thức lý thuyết để giải các bài tập, đ thị, giải thích một số hiện tượng. Học sinh sẽ được lựa chọn hoàn thành đủ một số lượng trạm tự chọn nào đó theo năng lực, hứng thú của cá nhân. Số lượng các trạm trong một vòng tròn học tập phụ thuộc vào sự phức tạp của vấn đề cần giải quyết, phụ thuộc vào không gian lớp học và trình độ hiện tại của HS. Hình 1. Sơ đ vòng tròn học tập mở Hình 2. Sơ đ vòng tròn học tập có các trạm tự chọn (Nguyễn văn Bien & Ngu ễn Thị Thu Thủy, 2011) Tạp chí Khoa học – Số 01 (2013): 84 – 90 Trường Đại học An Giang 86 2.1.3 Ưu điểm của phương pháp DHTTr Phương pháp DHTTr có các ưu điểm sau: - HS được tự chủ, tích cực hoạt động tham gia giải quyết các nhiệm vụ học tập, phát triển khả năng, tốc độ làm việc của cá nhân. - HS có cơ hội nâng cao kĩ năng làm việc theo nhóm, các kĩ năng tranh luận, năng lực giải quyết vấn đề. - Thông qua việc lựa chọn các trạm tự chọn theo khả năng, hứng thú của bản thân mỗi HS, GV có thể cá biệt hóa được trình độ của từng HS, qua đó b i dưỡng HS giỏi và rèn luyện HS yếu. - Nâng cao hứng thú của HS nhờ các nhiệm vụ học tập mang tính vừa sức, đặc biệt là những nhiệm vụ thiết kế chế tạo và thực hiện các thí nghiệm đơn giản. - Khắc phục được khó khăn thiếu thốn về trang thiết bị nếu cho HS tiến hành đ ng loạt. - Phát triển khả năng nghiên cứu các khía cạnh khác nhau của một vấn đề. 2.1.4 Các giai đoạn tổ chức DHTTr Để tổ chức giờ học theo phương pháp DHTTr, ta có thể tiến hành theo những giai đoạn sau: 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu  Nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu lý thuyết về phương pháp DHTTr, trong đó tập trung vào khái niệm, đặc điểm, cách xây dựng các trạm học tập và các giai đoạn tổ chức DHTTr.  Nghiên cứu ứng dụng: Dựa trên lý thuyết về DHTTr, từ đó vận dụng soạn thảo kế hoạch dạy học (các trạm học tập) chương Chất khí – Vật lý 10.  Thực nghiệm sư phạm: Thực nghiệm sư phạm được tiến hành vào tháng 03 năm 2013 trên đối tượng học sinh lớp 10B11, trường THPT Krông Nô, tỉnh Đăk Nông  Thời gian tổ chức dạy học theo đúng phân phối chương trình qu định (3 tiết), trong đó tiết 1, 2 - tổ chức dạy học 4 trạm bắt buộc; tiết 3 – dạy học 4 trạm tự chọn.  Cách thức tiến hành thực nghiệm sư phạm: + Chọn lớp thực nghiệm,bố trí không gian lớp học: Lớp thực nghiệm có 40 HS, được chia làm 3 nhóm Sơ đ bố trí không gian lớp học như Hình 4. Hình 3. Các giai đoạn tổ chức dạy học theo Trạm Giai đoạn 1: Thống nhất nội quy học tập theo Trạm Giai đoạn 2: Chia nhóm Giai đoạn 3: Tổ chức cho các nhóm làm việc Giai đoạn 4: Thảo luận, đánh giá kết quả học tập Tạp chí Khoa học – Số 01 (2013): 84 – 90 Trường Đại học An Giang 87 + Giới thiệu với HS về phương pháp DHTTr, hướng dẫn cách thức làm việc. + Cho lớp hoạt động theo nhóm để hoàn thành nhiệm vụ ở các trạm học tập. Trong khi HS làm việc, GV theo dõi, kịp thời uốn nắn những sai sót và giải đáp thắc mắc cho HS. Sau thời gian qu định ở mỗi trạm, GV cho các nhóm chuyển trạm, cho đến khi kết thúc thời gian hoạt động. + GV cho các nhóm báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ ở các trạm, thảo luận và cuối cùng GV tổng kết, đưa ra đáp án và thông báo nội dung kiến thức của bài học. + Sau khi học, điều tra hứng thú của HS đối với phương pháp DHTTr thông qua phiếu thăm dò. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Xây dựng các trạm học tập chƣơng Chất khí – Vật lý 10 Chương Chất khí – Vật lý 10 g m các bài học: Bài 28: Cấu tạo chất. Thuyết động học phân tử chất khí. Bài 29: Quá trình đẳng nhiệt Định luật Bôilơ – Mariốt. Bài 30: Quá trình đẳng tích Định luật Sáclơ. Bài 31: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng [2]. Ba bài học (29, 30, 31) có nội dung kiến thức tương đối độc lâp với nhau, hơn nữa qua ba bài học này ta có thể xác định được mối quan hệ giữa ba thông số áp suất, thể tích, nhiệt độ tuyệt đối của một lượng khí xác định. Do đó, nó có thể ứng dụng được phương pháp DHTTr. Chúng tôi đã xây dựng 8 trạm học tập ứng với nội dung kiến thức ba bài học trên, cụ thể như sau: Trạm Loại trạm Tên trạm Dụng cụ Nội dung yêu cầu Thời gian tối đa (phút) 1 Bắt buộc Trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái (Ở trạm này GV thông báo kiến thức cho HS) 10 2 Bắt buộc Định luật Bôilơ - Mariốt - Bộ thí nghiệm định luật Bôilơ – Mariốt; phiếu học tập và phiếu trợ giúp trạm 2; bút lông, bảng phụ - Dựa vào khái niệm đẳng quá trình vừa học, định nghĩa quá trình đẳng nhiệt? - Từ bộ thí nghiệm cho sẵn, tiến hành thí nghiệm, xác định mối quan hệ giữa p và V trong quá trình đẳng nhiệt; xây dựng biểu thức, nội dung và vẽ đ thị trong hệ tọa độ (p, V) của định luật Bôilơ – Mariốt. 20 3 Bắt buộc Định luật Sáclơ Bộ thí nghiệm định luật Sác – lơ; phiếu học tập và phiếu trợ giúp trạm 3; bút lông, bảng phụ - Dựa vào khái niệm đẳng quá trình vừa học, định nghĩa quá trình đẳng tích? - Từ bộ thí nghiệm cho sẵn, tiến hành thí nghiệm, xác định mối quan hệ giữa p và T trong quá trình đẳng tích; xây dựng biểu thức, nội dung và vẽ đ thị trong hệ tọa độ (p, T) của định luật Sác – lơ 20 Hình 4 Sơ đ bố trí không gian lớp học BÀN GIÁO VIÊN BẢNG ĐEN CỬA RA VÀO N H Ó M 1 NHÓM 2 N H Ó M 3 Tạp chí Khoa học – Số 01 (2013): 84 – 90 Trường Đại học An Giang 88 4 Bắt buộc Phương trình trạng thái của khí lý tưởng Định luật Gayluyxac Video thí nghiệm khảo sát mối quan hệ giữa p, V, T của một lượng khí xác định Má vi tính; phiếu học tập và phiếu trợ giúp trạm 4; bút lông, bảng phụ - Quan sát video thí nghiệm cho sẵn, thu thập số liệu trong video, xác định mối quan hệ giữa 3 thông số p, V, T Từ đó su ra phương trình trạng thái của khí lí tưởng (phương trình Clapêrôn) - Từ PTTT, áp dụng cho quá trình đẳng áp, su ra định luật Ga lu xac - Phát biểu nội dung và viết biểu thức của định luật Gayluyxac. - Từ đ thị của định luật Ga lu xac trong hệ tọa độ (V, T), nêu đặc điểm của đ thị đó. 20 5 Tự chọn Vận dụng Các bài tập về chất khí đã soạn sẵn; phiếu học tập và phiếu trợ giúp trạm 5; bút lông, bảng phụ - Vận dụng các định luật chất khí và phương trình trạng thái của khí lí tưởng để giải 2 bài tập (trong đó có bài tập tính toán, bài tập đ thị) 15 6 Tự chọn Đ thị Bút lông, bảng phụ - Vẽ và nêu đặc điểm đ thị của định luật Bôilơ – Mariốt trong hệ tọa độ (p, T) và (V, T). - Vẽ và nêu đặc điểm đ thị của định luật Gayluyxac trong hệ tọa độ (p, V) và (p, T). 15 7 Tự chọn Giải thích hiện tượng - 01 video thí nghiệm. - 01 Thí nghiệm thực: chai nhựa có nắp, ca nhựa (có thể đặt chai nhựa vào trong), nước sôi, nước lạnh. - Phiếu học tập và phiếu trợ giúp trạm 7; bút lông, bảng phụ - Quan sát video thí nghiệm, mô tả hiện tượng xảy ra, áp dụng các định luật chất khí hoặc phương trình trạng thái của khí lí tưởng để giải thích hiện tượng đó - Tiến hành thí nghiệm thực, mô tả hiện tượng xảy ra và giải thích. 15 8 Tự chọn Nguyên lý hoạt động của động cơ nhiệt - Hình vẽ mô tả ngu ên lý hoạt động của động cơ nhiệt - Phiếu học tập và phiếu trợ giúp trạm 8 Quan sát hình vẽ mô tả ngu ên lý hoạt động của động cơ nhiệt Áp dụng các định luật chất khí hoặc phương trình trạng thái của khí lí tưởng để giải thích ngu ên lý hoạt động của động cơ nhiệt 15 Để đảm bảo yêu cầu về mục tiêu kiến thức, HS phải thực hiện nhiệm vụ tại 4 trạm bắt buộc và 3 trong 4 trạm tự chọn. 3.2 Kết quả thực nghiệm và đánh giá Từ các kết quả quan sát trực tiếp và băng hình ghi lại tiết học thực nghiệm, tiến hành phân tích đánh giá định tính về các mặt: đánh giá tính tích cực, tự lực; đánh giá việc đáp ứng mục tiêu kiến thức, kĩ năng; đánh giá việc phát triển năng lực sáng tạo và định lượng về mức độ hứng thú của HS sau khi học. Trong đó, chúng tôi chú trọng đến việc đánh giá sự phát triển năng lực sáng tạo và sự hứng thú của HS. Kết qủa cụ thể là: Tạp chí Khoa học – Số 01 (2013): 84 – 90 Trường Đại học An Giang 89  Đánh giá việc phát triển năng lực sáng tạo của HS: Qua hoạt động nhóm tại các trạm học tập, HS đã bộc lộ được năng lực sáng tạo, thể hiện qua: - Hầu hết các nhóm đều đề xuất được mối quan hệ giữa các đại lượng trước khi tiến hành thí nghiệm, đưa ra phương án thí nghiệm ở các trạm 2,3,4. Từ đó tự tiến hành được thí nghiệm để kiểm tra giả thiết đã đưa ra (Hình 5 & 6). - Đối với trạm Giải thích hiện tượng và vận dụng, đâ là 2 trạm khó, đòi hỏi HS phải nắm chắc và vận dụng linh hoạt các kiến thức thu được ở các trạm bắt buộc thì mới có thể hoàn thành. Tuy nhiên, sau khi học xong, thấy rằng đâ là hai trạm mà hầu hết tất cả HS đều thực hiện được.  Đánh giá sự hứng thú của học sinh trong khi học: Thể hiện qua phiếu thăm dò với các nội dung về: mức độ hứng thú đối với phương pháp; mong muốn áp dụng DHTTr vào các bài học khác; các kỹ năng (hoặc nhiệm vụ) thực hiện tốt qua tiết học; ưu điểm của DHTTr; trong đó nhấn mạnh đến sự hứng thú, sự mong muốn áp dụng phương pháp trên. Kết quả định lượng thu được thể hiện trên biểu đ như sau: Từ kết quả, cho thấy:  Có tới 90% số HS thấy hứng thú và rất hứng thú với phương pháp DHTTr, không có HS nào thấy nhàm chán trong học tập.  Có 60% số HS mong muốn được học với phương pháp nà một cách thường xu ên Điều đó chứng tỏ HS đã bắt đầu thích thú với phương pháp DHTTr. 10% 10% 20%60% Không cần thiết Hiếm khi Thỉnh thoảng Thường xuyên Hình 7. Biểu đ mức độ hứng thú của HS đối với phương pháp DHTTr Hình 8. Biểu đ thể hiện sự mong muốn của HS trong việc áp dụng phương pháp DHTTr Hình 5. HS làm TN tìm mối quan hệ p-V kiểm tra dự đoán Hình 6. HS trình bày kết quả nhiệm vụ Trạm 4 Tạp chí Khoa học – Số 01 (2013): 84 – 90 Trường Đại học An Giang 90 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ So với những kết quả nghiên cứu đã công bố về DHTTr ở trong nước, nghiên cứu đã vận dụng DHTTr trong dạy các nội dung chương chất khí, vật lý lớp 10. Qua quá trình thực nghiệm, chúng tôi nhận thấy rằng: dạy học theo Trạm là một phương pháp dạy học mới, không chỉ giúp HS nắm vững kiến thức, rèn luyện kỹ năng thực nghiệm mà còn tạo ra được một môi trường học tập rất đa dạng, để từ đó, mỗi HS đều tìm thấy sự vừa sức của riêng bản thân, thúc đẩ động cơ và hứng thú học tập tích cực. Bên cạnh đó, DHTTr vẫn còn một số nhược điểm như: cơ sở lý luận của phương pháp còn chưa hoàn thiện, tiêu chí để xây dựng các trạm, số lượng trạm cho một tiết học còn khá mở, chưa rõ ràng nên cũng gâ ra những khó khăn nhất định cho GV trong quá trình vận dụng. Với những kết quả thực nghiệm sư phạm bước đầu đã đạt được trong việc phát huy tính tich cực, tự lực; năng lực sáng tạo; tạo hứng thú cho HS trong học tập môn vật lý, phương pháp DHTTr cần được nghiên cứu, hoàn thiện thêm cả về lý luận và thực tiễn để nó trở nên khả dụng hơn trong thực tiễn dạy học ở phổ thông. TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Biên &Nguyễn Thị Thu Thủy. (2011). Dạy học theo Trạm một số kiến thức về hiệu ứng nhà kính và các kết quả thu được. Tạp chí giáo dục (số đặc biệt). Lương Du ên Bình, Ngu ễn Xuân Chi, Tô Giang, Trần Chí Minh, Vũ Quang, & Bùi Gia Thịnh. (2008). Sách giáo khoa Vật lý 10. NXB Giáo dục. Quách Thị Thu Hương. (2012). Tổ chức dạy học theo Trạm một số kiến thức chương Sóng ánh sáng, vật lý 12. Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục. Trường Đại học Sư phạm Hà Nội. Nguyễn Đình Nguyên. (2012). Tổ chức dạy học theo Trạm bài thực hành đo gia tốc rơi tự do, vật lý 10. Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục. Trường Đại học Sư phạm Hà Nội. Ngày nhận bài:23/08/2013 Ngày bình duyệt: 09/10/2013 Ngày chấp nhận: 07/11/2013