Tài liệu Skkn hướng dẫn học sinh giải quyết vấn đề trong dạy học vật lý ở trường phổ thông.

Trường THPT Kiệm Tân SKKN 2014-2015 SỞ GD&ĐT ĐỒNG NAI TRƯỜNG THPT KIỆM TÂN Mã số: ................................ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG Người thực hiện: Hoàng Thị Thanh Hương Lĩnh vực nghiên cứu - Quản lí giáo dục - Phương pháp dạy học bộ môn vật lý X - Lĩnh vực khác Có đính kèm : các sản phẩm không thể hiện trong SKKN Mô hình Phần mềm Phim ảnh X Hiện vật khác NĂM HỌC 2014-2015 GV: Hoàng Thị Thanh Hương Trang 1 Trường THPT Kiệm Tân SKKN 2014-2015 SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC ----------------I. THÔNG TIN CÁ NHÂN 1. Họ và tên: HOÀNG THỊ THANH HƯƠNG 2. Sinh ngày 18 tháng 06 năm 1982 3. Nam, nữ: Nữ 4. Địa chỉ: H2/14B Ấp nam sơn, Quang Trung, Thống nhất, Đồng Nai 5. Điện thoại: 3613867151(cơ quan);nhà riêng(di động): 01224692029 6. Email: [email protected] 7. chức vụ: giáo viên 8. Đơn vị công tác: Trường THPT Kiệm Tân II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO - Học vị (hoặc trình độ chuyên môn, nghiệp vụ) cao nhất: Đại học - Năm nhận bằng: 2004 - Chuyên ngành đào tạo: Vật lý III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC - Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: giáo viên trung học phổ thông - Số năm kinh nghiệm: 10 năm - Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây: 0 GV: Hoàng Thị Thanh Hương Trang 2 Trường THPT Kiệm Tân MỤC LỤC SKKN 2014-2015 ..........................................................Trang I. Lý do chọn đề tài ..................................................................4-5 II. Cơ sở lý luận và thực tiễn......................................................5-8 1. Cơ sở lý luận..................................................................5-7 2. Cơ sở thực tiễn................................................................7-8 III. Nội dung ..................................................................8-21 1. Định ghĩa tình huống học tập có vấn đề, Phân loại tình huống học tập có vấn đề và một số ví dụ..........................8-10 2. Tổ chức tình huống học tập...........................................10-11 3. Các kiểu hướng dẫn học sinh giải quyết vấn đề.............11-15 4. Tổ chức học tập theo nhóm............................................15-16 5. Ví dụ về bài học theo kiểu dạy học giải quyết vấn đề....16-26 IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..............................................27-28 Tài liệu tham khảo ..................................................................29 GV: Hoàng Thị Thanh Hương Trang 3 Trường THPT Kiệm Tân SKKN 2014-2015 HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG I. Lý do chọn đề tài Từ nhiều thế kỷ qua ta vẫn tin rằng các tri thức khoa học là con đường tìm kiếm chân lý, do đó giáo dục chủ yếu là truyền thụ cho người học các tri thức khoa học, tức là các nhận thức về chân lý, và lẽ tự nhiên, phương pháp dạy học chủ yếu là do người thầy thuyết giảng và truyền thụ các niềm tin về chân lý đó cho người học với sự cảm hoá bằng các lập luận lôgích và các thực nghiệm, nhiệm vụ của người học trò là tiếp thụ một cách đầy đủ, trung thành, nhưng là thụ động, các niềm tin chân lý trong các "tri thức khoa học" được truyền giảng đó. Cho đến đầu thế kỷ 20, khi bắt đầu phát hiện ra có những sự thật trong tự nhiên không thể suy diễn ra từ các nguyên lý của khoa học cổ điển, thì người ta mới bắt đầu nghi ngờ cái sức mạnh "vạn năng" của khoa học cổ điển, và từ đó xem xét lại vị trí và vai trò của nghiên cứu khoa học, coi việc làm khoa học không đồng nhất với việc tìm kiếm chân lý. Mục đích của khoa học không phải là đi tìm chân lý, mà là tìm cách giải quyết vấn đề, tìm những trả lời chấp nhận được cho những bài toán mà con người gặp phải trong cuộc sống. nhà triết học và giáo dục lớn của Hoa Kỳ John Dewey đã phát biểu "Học sinh đến trường không phải để tiếp thu những tri thức đã được ghi vào trong một chương trình mà rồi có lẽ sẽ không bao giờ dùng đến, nhưng chính là để giải quyết các vấn đề, giải quyết các "bài toán" của nó, những thực tế mà nó gặp hằng ngày”. Từ những thực trạng trên Giáo viên trong tổ cần phải nghiên cứu tìm ra một phương pháp hữu hiệu trong quá trình giảng dạy, và bản thân Tôi đã nhận thấy việc HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG là một bước rất cần thiết để đạt được mục đích giáo dục ngày nay là không chỉ dừng lại ở việc truyền thụ cho người học những kiến thức, kỹ năng mà loài người đã tích lũy được trước đây mà còn đặc biệt quan GV: Hoàng Thị Thanh Hương Trang 4 Trường THPT Kiệm Tân SKKN 2014-2015 tâm đến việc bồi dưỡng cho học sinh năng lực sáng tạo, các cách giải quyết vấn đề mới để luôn đổi mới kiến thức và năng lực của mình cho phù hợp với sự phát triển của khoa học, kỹ thuật. Lúc đó người lao động sẽ có khả năng tự định hướng, tự học để thích ứng với đòi hỏi mới của xã hội II. Cơ sở lý luận và thực tiễn 1. Cơ sở lý luận Tâm lí học đã khẳng định: Năng lực nhận thức của con người được hình thành qua chính hoạt động nhận thức. Các nhà Didactist cũng đã khẳng định: Dạy một khoa học nào thì cách tốt nhất là sử dụng chính các phương pháp nhận thức của khoa học đó. Từ đó có thể khẳng định: dạy học hướng tới hình thành năng lực nhận thức cần phải thông qua hoạt động nhận thức cho học sinh. Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh cần phải tôn trọng những bước đi cơ bản trong hoạt động nhận thức khoa học vật lý , phải sử dụng các phương pháp phổ biến của khoa học vật lý Ta có thể phỏng theo tiến trình giải quyết một vấn đề khoa học kỹ thuật của nhà bác học để tổ chức quá trình dạy học ở trường phổ thông nhằm hình thành ở học sinh năng lực giải quyết vấn đề Tuy nhiên để có thể thành công , cần phải chú ý đến những điểm khác nhau giữa nhà bác học và học sinh trong khi giải quyết vấn đề, trên cơ sở đó đề xuất những biện pháp sư phạm thích hợp. Những điểm khác biệt đó là Nhà nghiên cứu khoa Học sinh học 1. Mục đích Có mục đích rõ ràng Không có mục đích rõ trước khi nghiên cứu GV: Hoàng Thị Thanh Hương tiến hành ràng trước giờ học Động cơ hứng thú còn Trang 5 Trường THPT Kiệm Tân SKKN 2014-2015 Tự nguyện, hứng thú, mờ nhạt, ít tập trung chú hăng say nghiên cứu ý vào thực hiện nhiệm vụ nhận thức 2. Năng lực Có trình độ nhận thức Trình độ nhận thức non cao, có kĩ năng, kĩ xảo, nớt, kĩ năng, kĩ xảo chưa phương thức nhận thức đầy đủ, chưa hoàn thiện. phong phú, đã tường tận Quá trình học tập vừa là phương thức làm việc quá trình trang bị kiến thức, vừa rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, trang bị phương pháp nhận thức Chưa biết phương thức hoạt động nhận thức, cần có sự hướng dẫn của giáo viên 3. Điều kiện khách quan Có điều kiện lí tưởng về Phương tiện thô sơ, độ cơ sở vật chất, thiết bị, tin cậy thấp dụng cụ thí nghiệm 4. Đặc điểm Hoạt động nhận thức Hoạt động nhận thức học khoa học mang tính cá tập mang tính tập thể, thể cao đồng loạt Hoạt động nhận thức Hoạt động nhận thức học khoa học không bị hạn tập chỉ được diễn ra chế thời gian Các nhà khoa học nghiên cứu đôi khi chỉ hướng tới trong thời gian rất ngắn với việc hình thành một đơn vị kiến thức nào đó mục đích là một phần rất GV: Hoàng Thị Thanh Hương Trang 6 Trường THPT Kiệm Tân SKKN 2014-2015 nhỏ trong một nhiệm vụ Học sinh phải tiếp nhận rất lớn cần giải quyết bởi kiến thức có tầm vóc nhiều người khoa học lớn nhưng lại trong các điều kiện hạn chế Học sinh không thể hoàn toàn tự lực xây dựng kiến thức khoa học được mà cần có sự giúp đỡ của giáo viên, sự giúp đỡ của giáo viên không phải là giảng giải, cung cấp cho học sinh những kiến thức có sẵn mà là tạo điều kiện để học sinh có thể trải qua những giai đoạn chính của quá trình giải quyết vấn đề và tự lực thực hiện một số khâu trong tiến trình đó, động viên khuyến khích học sinh kịp thời Như vậy quá trình học tập của học sinh thực chất là quá trình hoạt động tự lực trong sự phối hợp của tập thể lớp và sự giúp đỡ của giáo viên liên tiếp giải quyết những vấn đề do nhiệm vụ học tập đề ra. Kết quả của quá trình giải quyết những vấn đề đó là học sinh chiếm lĩnh được kiến thức và phát triển được năng lực của mình. 2. Cơ sở thực tiễn Hoạt động nhận thức của con người chỉ thực sự bắt đầu khi con người gặp phải mâu thuẫn: một bên là trình độ hiểu biết đang có, bên kia là một nhiệm vụ mới phải giải quyết một vấn đề mà những kiến thức, kỹ năng đã có không đủ. Để giải quyết được nhiệm vụ nhận thức mới, khắc phục được mâu thuẫn trên thì phải xây dựng được kiến thức mới, phương pháp mới, kỹ năng mới. Như vậy hoạt động nhận thức của học sinh trong học tập thực chất là hoạt động giải quyết vấn đề nhận thức. Chúng ta có một số phương pháp nhận thức được dùng phổ biến trong dạy học vật lý như phương pháp thực nghiệm, phương pháp thí nghiệm lý tưởng, phương pháp tương tự, phương pháp mô hình…mỗi phương pháp nhận thức đó GV: Hoàng Thị Thanh Hương Trang 7 Trường THPT Kiệm Tân SKKN 2014-2015 thích hợp cho một số trường hợp cụ thể và chúng luôn luôn được sử dụng hỗ trợ, phối hợp lẫn nhau. Tuy nhiên, để cho việc sử dụng các phương pháp dạy học vật lý đạt hiệu quả chúng ta cần nghiên cứu quá trình tổ chức hướng dẫn học sinh giải quyết vấn đề. Quá trình học tập sẽ là quá trình liên tiếp giải quyết các vấn đề học tập III. Nội dung 1. Định ghĩa tình huống học tập có vấn đề, Phân loại tình huống học tập có vấn đề và một số ví dụ Tình huống có vấn đề – Tình huống học tập là những tình huống hay hoàn cảnh mà khi đó , một vấn đề đã trở thành vấn đề của chủ thể nhận thức (học sinh). Khi đó, học sinh đã ý thức được sự hiện diện của mâu thuẫn nhận thức, hưng phấn và có nhu cầu giải quyết mâu thuẫn đó. Ta có thể phân ra một số loại tình huống học tập có vấn đề cơ bản như sau: a. Tình huống lựa chọn: làm cho học sinh ở tình thế phải lựa chọn một trong nhiều phương án khác nhau mà thoạt nhìn, phương án nào cũng có tính hợp lý nhất định nhưng trong đó chỉ có một là phương án đúng. Tình huống này thường dẫn đến việc lựa chọn mô hình. Thí dụ: Khi truyền tải điện năng đi xa, có một công suất hao phí do tỏa nhiệt trên dây dẫn là P  P 2 .R U 2 .cos  . Để giảm sự hao phí này có thể làm tăng hiệu điện thế giữa hai đầu dây tải điện hoặc giảm điện trở của dây dẫn điện. Cần lựa chọn phương án nào và tại sao? Tình huống này đặt ra vấn đề xem xét hai phương án làm giảm hao phí điện năng. Trong đó phương án tối ưu được lựa chọn là dùng máy biến thế. GV: Hoàng Thị Thanh Hương Trang 8 Trường THPT Kiệm Tân SKKN 2014-2015 b. Tình huống bất ngờ: làm cho học sinh không ngờ rằng các sự kiện lại xảy ra trái với những suy nghĩ, những dự đoán “thông thường” của mình. Từ đó nảy sinh nhu cầu tìm hiểu, giải thích vấn đề. Tình huống này thường dẫn đến việc xây dựng các mô hình mới. Thí dụ : Cũng để đặt vấn đề tìm giải pháp giảm hao phí điện năng trong tải điện đi xa bằng cách dùng máy biến thế, có thể cho học sinh làm bài toán sau : “Một máy phát điện công suất 200000kW, có hiệu điện thế 220V, đường dây tải điện dài 200km. Để hao phí trên dây bằng 1% công suất nguồn thì cần phải có một dây đồng có đường kính bao nhiêu, nếu biết điện trở suất của đồng là 1,7.10-8m”. Kết quả cho ra một con số lớn sẽ đặt học sinh vào tình huống bất ngờ không lường trước được. Vì vậy phải tìm cách giải quyết bằng cách khác chứ không thể cứ dùng dây dẫn có tiết diện lớn. c. Tình huống bế tắc: làm cho học sinh lúng túng, bế tắc, không biết dùng kiến thức nào, cách nào đã biết để giải quyết vấn đề nên cần phải tìm những cái mới để giải quyết. Tình huống này thường dẫn đến việc xây dựng mô hình mới và phương pháp mới. Thí dụ : Cho học sinh tính công của lực F = 100 N khi kéo một vật đi được quãng đường S = 10m khi hướng của lực trùng với hướng của đường đi. Sau khi có kết quả, cho học sinh tính tiếp công của lực này khi nó hợp với hướng o của đường đi một góc   30 . Tình huống này làm học sinh lúng túng vì kiến thức cũ chỉ ứng với trường hợp đặc biệt mà học sinh đã biết ở lớp dưới. Cần phải mở rọng mô hình kiến thức cũ để xây dựng kiến thức mới tổng quát hơn. d. Tình huống không phù hợp: làm cho học sinh băn khoăn, nghi ngờ những sự kiện gặp phải vì chúng trái với những tiêu chuẩn, những qui tắc đã được rút ra từ một điều khẳng định nào đó trước đấy. Do đó cần phải tìm hiểu cả những sự GV: Hoàng Thị Thanh Hương Trang 9 Trường THPT Kiệm Tân SKKN 2014-2015 kiện mới lẫn những tiêu chuẩn đã có để tìm chân lý. Tình huống này thường dẫn đến việc lựa chọn, hoàn thiện hoặc phải xây dựng mô hình mới. Thí dụ: Dùng một lực kế kéo một khúc gỗ theo phương nằm ngang nhưng không làm khúc gỗ chuyển động. Số chỉ của lực kế cho biết khúc gỗ chịu tác dụng của lực nhưng không thu gia tốc. Điều này trái với định luật II Niutơn đã học. Tình huống này dẫn đến việc khảo sát mô hình lực ma sát nghỉ. e. Tình huống phán xét: làm cho học sinh thấy cần thiết phải xem xét, kiểm tra lại các cơ sở làm căn cứ giải thích một sự kiện nào đó. Tình huống này thường dẫn đến việc hợp thức hóa các mô hình đang xây dựng. Thí dụ: Đo điện trở dây tóc của một bóng đèn bằng hai cách: dùng ôm kế và dùng định luật ôm (mắc mạch điện, đo U và I, suy ra R=U/I). Hai số liệu này khác nhau vì nhiệt độ dây khác nhau. Tình huống này đặt vấn đề cho sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ. f. Tình huống bác bỏ: làm cho học sinh thấy rằng cơ sở để giải thích một sự kiện nào đó có những vấn đề sai lầm, có những mâu thuẫn nội tại… và do đó cần phải bác bỏ nó để tìm một cơ sở khác có những lôgic chặt chẽ hơn. Tình huống này thường dẫn đến việc bác bỏ mô hình không hợp thức, xây dựng mô hình thay thế. Thí dụ: Xét trường hợp con ngựa kéo xe. Theo định luật III Niutơn khi đó xe cũng tác dụng vào con ngựa một lực bằng độ lớn và ngược chiều. Tại sao con ngựa không bị xe kéo ngược lại mà chỉ có xe chuyển động theo con ngựa. Tình huống này dẫn đến việc cần bổ sung kiến thức về lực ma sát nghỉ để có thể giải thích đầy đủ về hiện tượng này. 2. Tổ chức tình huống học tập GV: Hoàng Thị Thanh Hương Trang 10 Trường THPT Kiệm Tân SKKN 2014-2015 Tổ chức tình huống học tập thực chất là tạo ra hoàn cảnh để học sinh tự thức được vấn đề cần giải quyết, có nhu cầu, hứng thú giải quyết vấn đề, biết được mình cần phải làm gì và sơ bộ xác định được làm như thế nào Cần thiết kế một bài học thành một chuỗi những tình huống học tập liên tiếp, được xắp xếp theo một trình tự hợp lí của sự phát triển vấn đề cần nghiên cứu. nhằm đưa học sinh tiến dần từ chỗ chưa biết đến biết, từ biết chưa đầy đủ đến biết đầy đủ và nâng cao dần năng lực hiểu biết của học sinh Quy trình tổ chức tỉnh huống học tập trong lớp có thể gồm các giai đoạn chính sau đây Giáo viên mô tả một hoàn cảnh cụ thể mà học sinh có thể cảm nhận được bằng kinh nghiệm thực tế, biểu diễn một thí nghiệm hoặc yêu cầu học sinh làm một thí nghiệm đơn giản để làm xuất hiện hiện tượng cần nghiên cứu Giáo viên yêu cẩu học sinh mô tả lại hoàn cảnh hoăc hiện tượng bằng chính lời lẽ của mình theo ngôn ngữ vật lí Giáo viên yêu cầu học sinh dự đoán sơ bộ hiện tượng xảy ra trong hoàn cảnh đã mô tả hoặc giải thích hiện tượng đã quan sát được dựa trên những kiến thức và phương pháp đã có từ trước Như vậy, tình huống học tập xuất hiện khi học sinh thức được rõ ràng nội dung, yêu cầu của vấn đề cần giải quyết và bước đầu nhận thấy mình có khả năng giải quyết vấn đề nếu cố gắng suy nghĩ và tích cực hoạt động 3. Các kiểu hướng dẫn học sinh giải quyết vấn đề a. Hướng dẫn tìm tòi quy về kiến thức, phương pháp đã biết. Khi học sinh mới tiếp xúc với vấn đề cần giải quyết, không thấy ngay mối quan hệ của nó với những cái đã biết, không thể áp dụng ngay một quy tắc, một định GV: Hoàng Thị Thanh Hương Trang 11 Trường THPT Kiệm Tân SKKN 2014-2015 luật hay một cách làm đã biết, mà phải tìm tòi bằng phương pháp phân tích, tổng hợp, so sánh để tìm ra những dấu hiệu tương tự với cái đã biết. Nhiều hiện tượng vật lý được nêu ra với ngôn ngữ đời sống hàng ngày. Phải hướng dẫn học sinh biết chuyển từ ngôn ngữ đời sống sang ngôn ngữ vật lý thì mới có thể áp dụng được các kiến thức vật lý đã biết Ví dụ: Giải thích hiện tượng khi người ngồi trên xe đang chạy, đột nhiên tài xế hãm phanh đột ngột thì người ngồi trên xe lại bị ngã về phía trước Giáo viên hướng dẫn học sinh chuyển sang ngôn ngữ vật lý. Người và xe chuyển động với cùng tốc độ, khi xe giảm vận tốc đột ngột thì người vẫn tiếp tục chuyển động về phía trước Từ cách hiểu theo ngôn ngữ vật lý, học sinh có thể sử dụng kiến thức về quán tính để giải thích hiện tượng trên Hướng dẫn học sinh phân tích một hiện tượng vật lý phức tạp bị chi phối bởi nhiều nguyên nhân thành những hiện tượng đơn giản, chỉ bị chi phối bởi một nguyên nhân, một định luật đã biết Ví dụ: Một hòn bi được thả không vận tốc đầu trên một máng nghiêng tại vị trí có độ cao h so với mặt phẳng ngang, đến cuối máng nghiêng, hòn bi tiếp tục đi lên một máng hình tròn có bán kính R nằm trong mặt phẳng thẳng đứng. Tìm độ cao h tối thiểu để hòn bị có thể đi qua vị trí cao nhất của vòng tròn mà không chạm vào vòng, coi ma sát không đáng kể Hướng dẫn học sinh: Cần giúp học sinh đi đến nhận định viên bi có thể đi đến vị trí cao nhất của vòng tròn khi có vận tốc v cần thiết ở độ cao 2R và có lực hướng tâm đủ để hòn bi chuyển động tròn Giáo viên đặt hệ thống câu hỏi sau GV: Hoàng Thị Thanh Hương Trang 12 Trường THPT Kiệm Tân SKKN 2014-2015 r v Bi muốn chuyển động trên quỹ đạo trón với vận tốc thì phài có điều kiện gì, câu hỏi này giúp học sinh nhớ lại kiến thức chuyển động tròn và công thức độ lớn lực hướng tâm Fht  mv 2 R Ở điểm cao nhất của vòng tròn có những lực nào tác dụng lên bi và lực hướng tâm tại điểm này tính thế nào? Đi đền nhận định: tại điểm cao nhất có hai lực tác dụng lên bi là trọng lực của viên bi và phản lực của vòng tròn Fht  mg  N r Vận tốc v của viên bi do đâu mà có? Đi đến nhận định : do hòn bi được thả từ độ cao h sau đó tiếp tục đi lên Định luật nào chi phối sự biến đổi vận tốc của bi khi thay đổi độ cao h? Đi đến nhận định: Định luật bảo toàn cơ năng chi phối chi phối sự biến đổi vận tốc của bi theo độ cao h . Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho vị trí bắt đầu thả vật và vị trí cao nhất của vòng tròn 2 ta có 2 g (h  2 R)  v Ở điểm cao nhất bi không chạm vào vòng có nghĩa gì? Đi đến kết luận: Phản lực của mặt tiếp xúc bằng 0 (N=0) khi đó chỉ có trọng lực của viên bi đóng vai trò lực hướng tâm GV: Hoàng Thị Thanh Hương Trang 13 Trường THPT Kiệm Tân Cuối cùng của bài toán SKKN 2014-2015 Fht  mg  mv 2 2 R  Rg  v  2 g (h  2 R )  h=5R/2 b. Hướng dẫn học sinh tìm tòi sáng tạo từng phần: Kiểu hướng dẫn này thường được sử dụng khi nghiên cứu tài liệu mới, học sinh được giao nhiệm vụ phát hiện những tính chất mới, những mối liên hệ có tính quy luật mà trước đây học sinh chưa biết hoặc chưa biết đầy đủ. Thông thường, trong khi tìm tòi giải quyết một vấn đề mới, học sinh không phải hoàn toàn bế tắt ngay từ đầu hoặc bế tắt trong toàn bộ tiến trình giải quyết vấn đề. Trong khi lập luận để giải quyết vấn đề có nhiều phần sử dụng những kiến thức cũ, phương pháp cũ thành công, chỉ đến phần nào đó mới bế tắc, đòi hỏi phải tìm cái mới thực sự Ví dụ: Khi nghiên cứu định luật bào toàn cơ năng ở lớp 10: Học sinh đã biết cách tính động năng và thế năng trong trọng trường và nhận ra rằng, khi vật rơi tự do thì thế năng giảm và động năng tăng. Vấn đề đặt ra là động năng và thế năng cùng biến đổi, vậy liệu có đại lượng nào được bảo toàn hay không? Học sinh nhận thấy trong khi vật rơi tự do thì động năng giảm và thế năng tăng như vậy có thể tổng của chúng được bảo toàn Học sinh đã biết quy luật rơi tự do như vậy có thể tự tính toán động năng và thế năng của vật tại hai thời điểm khác nhau và chứng minh tổng động năng và thế năng tại hai thời điểm đó bằng nhau. Cần khẳng định này bằng thực nghiệm trong bài thực hành c. Hướng dẫn tìm tòi sáng tạo khái quát: Giáo viên chỉ hướng dẫn học sinh xây dựng phương hướng chung giải quyết vấn đề, còn việc vạch kế hoạch chi tiết và thực hiện kế hoạch đó học sinh tự làm. Kiểu hướng dẫn này đòi hỏi ở học sinh không những tính tự lực cao mà GV: Hoàng Thị Thanh Hương Trang 14 Trường THPT Kiệm Tân SKKN 2014-2015 còn phải có vốn kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo vững vàng và có một số kinh nghiệm hoạt động sáng tạo. Nói cách khác kiển hướng dẫn này áp dụng cho đối tượng học sinh khá và giỏi Ví dụ: khi nghiên cứu kính hiển vi, học sinh đã biết có thể dùng kính lúp để quan sát ảnh ảo của những vật có kích thước nhỏ, nhưng vấn đề ở đây là số bội giác của kính lúp có giới hạn, vậy làm thế nào để đạt được số phóng đại lớn hơn nữa để quan sát được những vật rất nhỏ? Đến đây học sinh nhận ra rằng phải dùng một dụng cụ mới, dụng cụ này phải phóng đại ảnh nhiều lần hơn nửa. Để có thể làm được điều này thì dụng cụ mới có thể phải dùng nhiều hơn 1 kính lúp Giáo viên hướng dẫn học sinh nhớ lại những cách khác nhau để phóng đại ảnh bằng thấu kính và yêu cầu học sinh đề xuất giải pháp. Học sinh có thể đề xuất 2 giải pháp sau Dùng kính thứ nhất là kính lúp cho ảnh áo phóng đại rồi tiếp tục dùng kính lúp thứ hai phóng đại ảnh này lên một lần nữa Dùng kính thứ nhất là kính hội tụ cho ảnh thật lớn hơn vật rồi tiếp tục dùng kính lúp thứ hai phóng đại ảnh này lên một lần nữa Giáo viên yêu cầu học sinh tự lực dùng cách vẽ hình để tạo ảnh qua hệ thống hai kính nói trên, phân tích ưu, nhược điểm của hai giải pháp và chọn giải pháp có lới hơn 4. Tổ chức học tập theo nhóm Để phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh trong việc chiếm lĩnh tri thức chúng ta có thể phối hợp phương pháp hoạt động nhóm trong kiểu dạy học giải quyết vấn đề Các bước tiến hành tổ chức học tập theo nhóm có thể như sau: GV: Hoàng Thị Thanh Hương Trang 15 Trường THPT Kiệm Tân SKKN 2014-2015 Làm việc chung cả lớp: GV nêu vấn đề, xác định nhiệm vụ nhận thức, chia lớp thành các nhóm, giao nhiệm vụ cho từng nhóm và hướng dẫn gợi ý cho mỗi nhóm các vấn đề cần lưu ý khi trả lời câu hỏi, hoàn thành bài tập. Làm việc theo nhóm: Phân công trong nhóm (cử nhóm trưởng, thư kí, phân việc cho các thành viên trong nhóm). Từng cá nhân làm việc độc lập, sau đó thảo luận trong nhóm và cùng nhau hoàn thành nhiệm vụ của nhóm. Mỗi nhóm cử đại diện trình bày kết quả làm việc của nhóm (không nhất thiết phải là nhóm trưởng hay thư kí mà có thể là một thành viên bất kì của nhóm) Làm việc chung cả lớp: (thảo luận tổng kết trước toàn lớp) Các nhóm lần lượt báo cáo kết quả và thảo luận chung (các nhóm nhận xét, đóng góp ý kiến và bổ sung cho nhau). Gv tổng kết và chuẩn xác kiến thức. Tổ chức cho HS học tập theo nhóm ngay tại lớp bị hạn chế bởi không gian chật hẹp của lớp học, bởi thời gian hạn định của tiết học nên GV phải biết tổ chức hợp lí mới có hiệu quả. Không nên lạm dụng các hoạt động nhóm và cần đề phòng xu hướng hình thức. Ở trường THPT mỗi tiết học chỉ nên tổ chức từ 1 đến 2 hoạt động nhóm đối với những câu hỏi, vấn đề đặt ra khó và phức tạp, đòi hỏi phải có sự hợp tác giữa các cá nhân mới hoàn thành nhiệm vụ. Trong hoạt động nhóm, tư duy tích cực của HS phải được phát huy và ý nghĩa quan trọng của nó là rèn luyện năng lực hợp tác giữa các thành viên trong tổ chức lao động. 5. Ví dụ về bài học theo kiểu dạy học giải quyết vấn đề Ta xét bài học về sự rơi tự do của các vật ( vật lí 10 cơ bản) a. Xác định vấn đề cần giải quyết Ở bài học 3 chương trình vật lí lớp 10 ban cơ bản, học sinh đã được học về chuyển động thẳng biến đổi đều và giải những bài tập về chuyển động thẳng biến đổi đều GV: Hoàng Thị Thanh Hương Trang 16 Trường THPT Kiệm Tân SKKN 2014-2015 Sách giáo khoa đưa bài rơi tự do ngay sau bài chuyển động thẳng biến đổi đều để chúng ta có thể áp dụng ngay các kiến thức đã học trong bài trước vào bài mới như một cách khắc sấu và vận dụng kiến thức cũ linh hoạt, đồng thời trong bài mới chúng ta cũng cần cung cấp cho các em thêm những kiến thức mới về sự rơi tự do và loại bỏ một số suy nghĩ sai lầm từ trước đối với sự rơi của các vật trong không khí Ở bài rơi tự do giáo viên có thể sử dụng phương pháp giải quyết vấn đề , hoạt động nhóm để giúp học sinh chiếm lĩnh kiến thức mới b. Nội dung của bài Tìm hiểu sự rơi của các vật trong không khí. Loại bỏ sai lầm vật nặng luôn rơi nhanh hơn vật nhẹ Tìm hiểu sự rơi của các vật trong chân không: nhận xét đặc điểm sự rơi của các vật, nguyên nhân rơi và gia tốc rơi tự do Giải được một số bài tập đơn giản về sự rơi tự do c. Tổ chức các tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quết vấn đề học tập trong 2 tiết học của bài rơi tự do Ở bài này cần có một số kiến thức bài cũ. trước bài rơi tự do ta có 1 tiết bài tập và một tiết tự chọn rèn luyện việc vận dụng các công thức chuyển động thẳng biến đổi đều, cần giúp học sinh nắm vững bài tập sau và ghi nhớ kết luận Đề bài: Chứng ming rằng, trong chuyển động thẳng biến đổi đều, hiệu hai quãng đường đi được trong hai khoảng thời gian liên tiếp bằng nhau là một lượng không đổi Lấy mốc thời gian là khi vật có vận tốc đầu v o, ta hãy tính độ dài của đường đi từ thời điểm t đến thời điểm t  t ; và từ thời điểm t  t đến thời điểm t  2t GV: Hoàng Thị Thanh Hương Trang 17 Trường THPT Kiệm Tân SKKN 2014-2015 1 st  v0t  at 2 2 Ta có: ; 1 st t  v0 (t  t )  a (t  t ) 2 2 1 st  2 t  v0 (t  2t )  a(t  2t ) 2 2 1 l1  st t  st  v0 .t  a.t 2  a.t.t 2 Quãng đường vật đi được sau thời gian t : Quãng đường vật đi được sau thời gian 2 t : 1 l2  st  2 t  st t  v0 .t  a  t  2t  t  t   t  2t  t  t  2 1 l2  v0 .t  a  2t  3t   t  2 3 l2  v0 .t  .a.t 2  a.t.t 2 Vậy hiệu quãng đường vật đi được trong 2 khoảng thời gian liên tiếp bằng nhau là l  l2  l1  a.t 2 GV: Hoàng Thị Thanh Hương Trang 18 Trường THPT Kiệm Tân SKKN 2014-2015 Kết quả trên cho thấy l không phụ thuộc thời gian mà chỉ phụ thuộc gia tốc và khoảng thời gian mà ta chọn lúc ban đầu Ta có thể rút ra một đặc điểm của chuyển động thẳng biến đồi đều là hiệu quãng đường đi được trong hai khoảng thời gian liên tiếp bằng nhau là một số không đồi  Tình huống 1: Giáo viên nêu ra tình huống có vấn đề thứ nhất: Trong không khí các vật rơi như thế nào? Yếu tố nào ảnh hưởng đến quá trình rơi của các vật trong không khí ? Vấn đề đặt ra là: khi các vật rơi trong không khí, thông thường vật năng rơi nhanh hơn vật nhẹ nhưng trong nhiều trường hợp vật nhẹ lại có thể rơi nhanh hơn vật nặng, Tại sao? Vấn đề này đơn giản, từ một số thí nghiệm và việc quan sát thí nghiệm cũng như thảo luận với các bạn, học sinh có thể nhận ra và giải quyết vấn đề. Do sức cản không khí là nguyên nhân làm các vật rơi nhanh chậm khác nhau. GV yêu cầu lớp phân ra thành các nhóm và làm 4 thí nghiệm như trong SGK rồi trình bày kết quả mà các nhóm tìm được. Lần Vật làm TN Kết quả TN1 Tờ giấy (phẳng) và hòn sỏi. Hòn sỏi rơi nhanh hơn TN2 Tờ giấy (vo tròn) và hòn sỏi. Rơi nhanh như nhau. TN3 Tờ giấy (vo tròn) tờ giấy (phẳng) Giấy (vo tròn) rơi nhanh TN GV: Hoàng Thị Thanh Hương Trang 19 Trường THPT Kiệm Tân TN4 Viên bi, tấm bìa phẳng. SKKN 2014-2015 Viên bi rơi nhanh. KL: Quá trình rơi phụ thuộc vào sức cản của không khí. Loại bỏ sai lầm vật nặng luôn rơi nhanh hơn vật nhẹ)  Tình huống 2: Giáo viên nêu ra tình huống có vấn đề vậy nếu loại bỏ được sức cản của không khí thì các vật rơi nhanh chậm thế nào? Kiểm chứng bằng cách gì? Vấn đề đặt ra là : nếu loại bỏ được nguyên nhân làm cho các vật rơi nhanh chậm khác nhau thì các vật rơi như thế nào? Môi trường nào thỏa mãn điều đó? Kiểu hướng dẫn giải quyết vấn đề: Hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần, sử dụng phương pháp thực nghiệm Hs: có thể tiên đoán, các vật rơi như nhau nếu loại bỏ được sức cản không khí. Học sinh có thể thảo luận tìm ra một môi trường lí tưởng mà tại đó không có sức cản không khí, đó chính là môi trường ‘không có không khí’. Học sinh sẽ liên tưởng đến một môi trường thật sự lí tưởng tại đó không còn sức cản lên vật rơi đó chính là chân không. Học sinh có thể suy luận rằng nếu loại bỏ được nguyên nhân làm các vật rơi nhanh chậm khác nhau thì khi đó các vậ sẽ rơi nhanh như nhau Đến đây khả năng và điều kiện chưa cho phép các em có thể làm một ống chân không nên giáo viên có thể cung cấp ống Niuton ( bộ thí nghiệm vật lí lớp 10) để các em tiến hành theo nhóm và rút ra kết luận từ thực nghiệm + Thả viên bi chì và lông chim cùng rơi trong ống hút hết không khí ( chân không) GV: Hoàng Thị Thanh Hương Trang 20