Tài liệu Định hướng tìm tòi giải quyết vấn đề khi dạy bài tập chương các định luật bảo toàn vật lý 10 - cơ bản nhằm phát huy tính tích cực hoạt động học tập của học sinh miền núi

i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ------------ TRƢƠNG HÙNG PHÁC ĐỊNH HƢỚNG TÌM TÒI GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ KHI DẠY BÀI TẬP ĐỊNH LƢỢNG CHƢƠNG “ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÝ 10 - CƠ BẢN NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC CỦA HỌC SINH MIỀN NÚI Chuyên ngành: LL & PP dạy học bộ môn vật lý Mã số : 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC GIÁO DỤC Hƣớng dẫn khoa học : 1. PGS - TS Phan Đình Kiển 2. PGS - TS Phạm Xuân Quế Thái Nguyên - Năm 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình đề tài nghiên cứu này là của tôi, do chính tôi viết nghiên cứu và hoàn thành và chưa được công bố ở đâu và trên bất kỳ tạp chí nào khác. Thái nguyên, tháng 10 – 2011 Tác giả. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iii LỜI CẢM ƠN Bằng tấm lòng thành kính, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới PGS - TS Phan Đình Kiển đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn khoa học này. Tôi xin chân thành cảm ơn PGS - TS Phạm Xuân Quế đã tận tình hướng dẫn tôi trong quá trình làm luận văn cũng như giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn khoa học này. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới PGS -TS Nguyễn Văn Khải đã hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt việc nghiên cứu và thực hiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo và cán bộ phòng ĐT NCKH, khoa Vật lý, thư viện trường ĐHSP - ĐH Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện cho việc học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn Trường THPT Tháng 10, THPT Na Hang và các đồng nghiệp đã quan tâm giúp đỡ tôi trong quá trình làm luận văn. Thái nguyên, tháng 10 – 2011 Tác giả. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iv MỤC LỤC Trang bìa phụ ..................................................................................................... i Lời cam đoan ..................................................................................................... ii Lời cảm ơn ....................................................................................................... iii Mục lục ............................................................................................................. iv Danh mục các ký hiệu các chữ viết tắt ............................................................ vii Danh mục các bảng ........................................................................................ viii Danh mục các hình vẽ, biểu đồ, đồ thị. .......................................................... viii MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 CHƢƠNG I. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC ĐỊNH HƢỚNG TÌM TÒI GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ KHI DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÝ ĐỊNH LƢỢNG Ở TRƢỜNG THPT MIỀN NÚI ......................... 4 1.1. Lịch sử vấn đề cần ngiên cứu ................................................................. 4 1.1.1.Con đường hoạt động nhận thức và nhận thức Vật lý. ..................... 4 1.1.2. Bản chất của hoạt động học Vật lý. .................................................. 7 1.1.3. Bản chất của hoạt động dạy Vật Lý. ............................................... 13 1.2. Dạy học giải quyế vấn đề...................................................................... 16 1.2.1. Khái niệm vấn đề............................................................................ 16 1.2.2. Khái niệm tình huống. .................................................................... 17 1.2.3. Khái niệm tình huống có vấn đề. ................................................... 17 1.2.4. Khái niệm dạy học giải quyết vấn đề. ............................................ 19 1.3. Hoạt động dạy bài tập trong dạy học Vật lý. ........................................ 21 1.3.1. Tác dụng của bài tập trong dạy học Vật lý. ................................... 21 1.3.2. Các loại bài tập Vật lý. ................................................................... 23 1.3.3. Những yêu cầu chung đối với dạy học bài tập Vật lý. ................... 25 1 .4. Các biện pháp định hướng tìm tòi giải quyết vấn đề trong dạy học Vật lý nhằm tích cực hóa hoạt động học tập của học sinh. ................................ 26 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn v 1.4.1 Tổ chức tình huống có vấn đề. ........................................................ 26 1.4.2. Hướng dẫn học sinh giải quyết vấn đề. .......................................... 27 1.4.3. Các kiểu định hướng học sinh giải quyết vấn đề. ........................ 28 1.5. Một số đặc điểm về tâm lý và học tập của học sinh THPT miền núi. ........... 31 1.5.1. Thái độ học tập đối với bộ môn Vật lý của học sinh miền núi. ..... 31 1.5.2. Việc tự giải bài tập Vật lý ở nhà của học sinh miền núi. ............... 31 1.5.3. Điều kiên học tập............................................................................ 32 1.5.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng học tập môn Vật lý của học sinh 32 1.6. Xây dựng sơ đồ tiến trình các bước dạy học các bài tập Vật lý định lượng theo định hướng tìm tòi giải quyết vấn đề cho học sinh THPT miền núi. ........ 33 1.6.1. Cở sở lý thuyết của quá trình xây dựng sơ đồ tiến trình các bước dạy học các bài tập Vật lý định lượng ...................................................... 33 1.6.2. Sơ đồ tiến trình khái quát các bước để giải các bài tập Vật lý định lượng. ........................................................................................................ 33 1.7. Thực trạng dạy học bài tập Vật lý định lượng ở một số trường THPT miền núi……………………………………………………………………..52 1.7.1. Tình hình giảng dạy của giáo viên. ................................................ 52 1.7.2. Nhận xét. ........................................................................................ 54 CHƢƠNG II: XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC BÀI TẬP CHƢƠNG “ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ” ( VẬT LÝ 10 - CƠ BẢN ) NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC CỦA HỌC SINH MIỀN NÚI .. 56 2.1. Phân tích nội dung chương trình Vật lý 10 - cơ bản phần cơ học. Nội dung các định luật trong chương ................................................................. 56 2.1.1. Cấu trúc, nội dung chương trình Vật lý 10 - cơ bản phần cơ học. Cấu trúc, mục tiêu và nội dung chương “ Các định luật bảo toàn ” ........ 56 2.1.2. Nội dung các định luật trong chương “ Các định luật bảo toàn”. ......... 57 2.2. Bài soạn thực nghiệm. .......................................................................... 57 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vi 2.2.1. Những vấn đề mà giáo viên cần lưu ý khi chuẩn bị bài soạn cho tiết hướng dẫn học sinh giải bài tập Vật lý định lượng. ................................. 58 2.2.2. Nội dung các bài soạn .................................................................... 59 CHƢƠNG III: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ........................................... 113 3.1. Mục đích và nhiệm vụ cúa thực nghiệm sư phạm. ............................. 113 3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm. ........................................... 113 3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm. ........................................... 113 3.2. Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm. ............................ 114 3.2.1. Đối tượng của thực nghiệm sư phạm. .......................................... 114 3.2.2. Phương pháp thực nghiệm. .......................................................... 114 3.3 Nội dung tổ chức thực nghiệm sư phạm. ............................................. 114 3.3.1 Điều tra cơ bản. ............................................................................. 114 3.3.2. Chọn nội dung kiến thức dạy thực nghiệm. ................................. 116 3.3.3. Nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng. ...................................... 117 3.3.4. Giáo viên dạy thực nghiệm. ......................................................... 118 3.3.5. Phương pháp đánh giá kết quả. .................................................... 118 3.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm. ........................................................... 120 3.4.1. Kết quả thực nghiệm lần 1. .......................................................... 120 3.4.2. Kết quả thực nghiệm lần 2. .......................................................... 125 3.4.3. Kết quả thực nghiệm lần 3. .......................................................... 128 3.5. Nhận xét kết quả thực nghiệm sư phạm. ............................................ 131 KẾT LUẬN .................................................................................................. 133 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 135 PHỤ LỤC ..................................................................................................... 138 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTVL : Bài tập Vật lý. BGH : Ban giám hiệu. ĐLBT : Định luật bảo toàn. ĐC : Đối chứng. GV : Giáo viên. HS : Học sinh. PP : Phương pháp. PPPT : Phương pháp phân tích. PPTH : Phương pháp tổng hợp. TN : Thực nghiệm. TNSP : Thực nghiệm sư phạm. THPT : Trung học phổ thông. THCS : Trung học cơ sở. SGK : Sách giáo khoa. SBT : Sách bài tập. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Đặc điểm tình hình giáo viên........................................................ 115 Bảng 3.2. Đặc điểm của học sinh và kết quả học tập.................................... 116 Bảng 3.3. Kết quả học tập môn Vật lý 10 ..................................................... 117 Bảng 3.4. Bảng điểm thực nghiệm lần 1 ....................................................... 121 Bảng 3.5. Bảng xếp loại học tập lần ............................................................. 121 Bảng 3.6. Bảng phân phối tần suất lần 1 ....................................................... 122 Bảng 3.7. Bảng kết quả tính các tham số thống kê – Bài kiểm tra lần 1. ..... 124 Bảng 3.8. Bảng phân phối thực nghiệm lần 2 ............................................... 125 Bảng 3.9. Bảng xếp loại học tập lần 2 .......................................................... 125 Bảng 3.10. Bảng phân phối tần suất lần 2 ..................................................... 126 Bảng 3.11. Bảng kết quả tính các tham số thống kê – Bài kiểm tra lần 2. ... 127 Bảng 3.12. Bảng phân phối thực nghiệm lần 3 ............................................. 128 Bảng 3.13. Bảng xếp loại học tập lần 3 ........................................................ 129 Bảng 3.14. Bảng phân phối tần suất lần 3. .................................................... 130 Bảng 3.15. Bảng kết quả tính các tham số thống kê – Bài kiểm tra lần 3 ... 131 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ Biểu đồ 1. Biểu đồ xếp loại lần 1 .................................................................. 122 Biểu đồ 2. Biểu đồ xếp loại lần 2 .................................................................. 126 Biểu đồ 3. Biểu đồ xếp loại lần 3 .................................................................. 129 Đồ thị 1. Đồ thị tần suất lần 1 ....................................................................... 123 Đồ thị 3. Đồ thị tần suất lần 3. ...................................................................... 130 Đồ thị 2. Đồ thị tần suất lần 2 ....................................................................... 127 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 MỞ ĐẦU I. Lý do chọn đề tài Xuất phát từ mục tiêu định hướng của Đảng và Nhà nước về phát triển giáo dục và yêu cầu công ngiệp hóa hiện đại hóa đất nước đòi hỏi nghành giáo dục phải “ đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục – đào tạo khắc phục lối tiếp thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sang tạo của người học” như nghị quyết TW II khóa 8 đã chỉ rõ. Một trong những biện pháp quan trọng để thực hiện đường lối trên là đưa học sinh vào vị trí chủ thể hoạt động nhận thức thông qua hoạt động tự lực của bản thân mình mà chiếm lĩnh kiến thức, phát triển tư duy sáng tạo năng lực trí tuệ. Việc nghiên cứu các phương pháp giáo dục tích cực, tìm ra các biện pháp phù hợp với hoàn cảnh, đối tượng để nâng cao chất lượng dạy học là vấn đề cấp thiết đối với mọi giáo viên. Đặc biệt đối với giáo dục miền núi vấn đề đó càng cấp thiết hơn. Bài tập Vật lý với tư cách là một phương pháp dạy học giữ vai trò quan trọng đặc biệt trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông. Trong quá trình giải quyết vấn đề các tình huống cụ thể do bài tập đề ra, học sinh phải vận dụng những thao tác như: tư duy, so sánh, phân tích, tổng hợp...để tự lực tim hiểu vấn đề. Vì vậy, bài tập Vật lý là một phương tiện rất tốt để phát triển tư duy, óc sáng tạo, tưởng tượng, tính độc lập trong việc xuy đoán, tính kiên trì vượt khó nhằm củng cố mở rộng nâng cao năng lực tự chiếm lĩnh tri thức Vật lý. Trong hệ thống bài tập Vật lý được sử dụng ở trường phổ thông thì bài tập định lượng có vai trò đặc biệt quan trọng. Song hiện nay đối với các trường THPT đặc biệt là các trường THPT miền núi thì việc phát huy khả năng tích cực tìm tòi tạo hứng thú trong các giờ bài tập cho học sinh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 là rất hạn chế, học sinh coi các giờ bài tập như một giờ học căng thẳng làm bài tập một cách miễn cưỡng, bắt buộc không hiệu quả mặc dù đã được lĩnh hội kiến thức qua các giờ học, nhất là đối với các bài tập mang tính định lượng cần tính toán. Học sinh miền núi với khả năng tư duy trừu tượng,tính sáng tạo còn hạn chế, ngại tính toán nên việc giải quyết các bài tập định lượng càng khó khăn hơn. Là một giáo viên giảng dạy bộ môn Vật lý ở trường THPT miền núi, chúng tôi luôn trăn trở xuy nghĩ, nỗ lực cố gắng mong muốn tìm ra những giải pháp biện pháp khắc phục phần nào những khó khăn hạn chế hiện nay nêu trên của việc dạy – học Bài tập Vật lý ở trường THPT nói chung và THPT miền núi nói riêng. Với những lý do trên chúng tôi xác định đề tài nghiên cứu “ Định hướng tìm tòi giải quyết vấn đề khi dạy bài tập chương Các định luật bảo toàn Vật lý 10 - cơ bản nhằm phát huy tính tích cực hoạt động học tập của học sinh miền núi ”. II.Mục đích nghiên cứu. Xây dựng tiến trình tổ chức hoạt động dạy học cho học sinh miền núi theo định hướng tìm tòi giải quyết vấn đề khi dạy học các bài tập định lượng chương “ Các định luật bảo toàn ” Vật lý 10 - cơ bản. III.Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu. Hoạt động dạy và học Vật lý ở trường THPT. Tiến trình dạy bài tập định lượng chương “ Các định luật bảo toàn ” Vật lý 10 - cơ bản. IV.Giả thuyết khoa học. Nếu xây dựng được một tiến trình dạy học các bài tập định lượng theo định hướng tìm tòi giải quyết vấn đề một cách khoa học và hợp lý thì sẽ phát huy được tính tích cực học tập cho học sinh THPT miền núi. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 V.Nhiệm vụ nghiên cứu. 1. Nghiên cứu cơ sở lý luận phục vụ cho đề tài. 2. Nghiên cứu cơ sở lý luận về bài tập Vật lý và dạy học bài tập Vật lý. 3. Khảo sát thực trạng dạy và học bài tập Vật lý ở một số trường THPT miền núi. 4. Nghiên cứu xây dựng tiến trình dạy học một số bài tập Vật lý phần chương “ Các định luật bảo toàn ” Vật lý 10 - cơ bản theo hướng tìm tòi giải quyết vấn đề. 5. Tổ chức thực nghiệm sư phạm . VI. Phƣơng pháp nghiên cứu 1. Nghiên cứu lý luận. 2. Điều tra khảo sát thực trạng dạy và học bài tập Vật lý ở trường THPT miền núi. 3. Tham khảo ý kiến chuyên gia. 4. Thực nghiệm sư phạm. VII.Ý nghĩa khoa học của đề tài. Góp phần vận dụng các biện pháp tổ chức định hướng tìm tòi giải quyết vấn đề nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh giúp học sinh tích cực, tự lực chiếm lĩnh kiến thức trong dạy học bài tập chương “ Các định luật bảo toàn” ( lớp 10 - cơ bản ). Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể làm tài liệu tham khảo cho giáo viên trong dạy học bài tập Vật lý ở trường THPT miền núi. VIII.Giới hạn của đề tài. Nghiên cứu vận dụng đề xuất một số biện pháp phù hợp với hoàn cảnh, điều kiện, khả năng nhận thức của học sinh THPT miền núi; vận dụng các yếu tố dạy học giải quyết vấn đề vào hoạt động dạy và học bài tập Vật lý định lượng phần chương “ Các định luật bảo toàn’ Vật lý 10 ban cơ bản ở một số trường THPT miền núi. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 CHƢƠNG I CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC ĐỊNH HƢỚNG TÌM TÒI GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ KHI DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÝ ĐỊNH LƢỢNG Ở TRƢỜNG THPT MIỀN NÚI 1.1. Lịch sử vấn đề cần nghiên cứu Để tồn tại và phát triển con người không ngừng thực hiện các mối quan hệ giữa mình với thế giới bên ngoài, tức là phải hoạt động. Bằng hoạt động và trong hoạt động, mỗi cá thể sinh thành ra mình, hình thành và phát triển nhân cách của mình. Đối với học sinh, sự phát triển tư duy khoa học, năng lực sáng tạo, rèn luyện kỹ năng , kỹ xảo trong hoạt động thực tiễn sản xuất , sự hình thành thế giới quan duy vật biện chứng và tạo nên những phẩm chất đạo đức ở học sinh…chính là kết quả đồng thời của quá trình nhận thức cảm tính và nhận thức lí tính, là kết quả của sự nhận thức các kiến thức Vật lý của bản thân học sinh. Bởi vậy, muốn thực hiện tốt các nhiệm vụ dạy học đặc biệt là dạy học Vật lý, phải xác định đúng con đường nhận thức Vật lý và tổ chức hoạt động của học sinh để chiếm lĩnh kiến thức Vật lý và tri thức khoa học. 1.1.1.Con đƣờng hoạt động nhận thức và nhận thức Vật lý. Nhận thức Vật lý là nhận thức chân lý khách quan.V.I.Lênin đã chỉ rõ quy luật chung nhất của hoạt động nhận thức là “ từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng, rồi tư duy trừu tượng trở về thực tiễn,đó là con đường biện chứng của nhận thức chân lý, của sự nhận thức hiện thực khách quan ”.[10] Trong việc nhận thức thế giới, con người có thể đạt được những mức độ nhận thức khác nhau, từ thấp đến cao, từ đơn giản đến phức tạp. Mức độ thấp ban dầu là nhận thức cảm tính bao gồm cảm giác và tri giác, trong đó con người phản ánh vào óc những biểu hiện bên ngoài của sự vật khách quan, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 những cái đang tác động trực tiếp vào giác quan. Mức độ cao gọi là nhận thức lí tính hay tư duy, trong đó con người phản ánh vào óc những thuộc tính bên trong của sự vật , những mối quan hệ có tính quy luật. Dựa trên các dữ liệu cảm tính, con người thực hiện các thao tác: Phân tích, so sánh, tổng hợp, khái quát hóa, trừu tượng hóa để rút ra những tính chất chủ yếu của đối tượng nhận thức và xây dựng thành những khái niệm. Mỗi khái niệm được diễn đạt bằng một từ ngữ. Mối quan hệ giữa các thuộc tính của vật chất cũng được biểu thị bằng mối quan hệ giữa các khái niệm dưới dạng những mệnh đề, những phán đoán. Đến đây con người tư duy bằng khái niệm. Sự nhận thức không dừng lại ở sự phản ánh vào trong óc những thuôc tính của sự vật , hiện tượng khách quan mà còn thực hiện các phép suy luận để rút ra những kết luận mới, dự đoán những hiện tượng mới trong thực tiễn. Nhờ thế mà tư duy luôn có tính sáng tạo, có thể mở rộng sự hiểu biết của con người và vận dụng những hiểu biết của mình vào cải tạo thế giới khách quan, phục vụ lợi ích con người. Đối với Vật lý học, một môn khoa học thực nghiệm, phương pháp nghiên cứu và học tập đều dựa trên cơ sở quan sát, thí nghiệm để phân tích , tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa thành các khái niệm, định luật , học thuyết…rồi từ lý thuyết vận dụng nghiên cứu các sự vật hiện tượng ở phạm vi rộng hơn. Do vậy, để tạo điều kiện cho học sinh tự khám phá kiến thức tự phá vỡ chướng ngại nhận thức, giáo viên cần tổ chức tốt quá trình quan sát và tư duy của học sinh. Trong quá trình dạy học Vật lý có thể có nhiều quan sát. Trên cơ sở khái quát hóa những phát biểu giống nhau về quá trình sáng tạo khoa học của những nhà khoa học nổi tiếng, V.G.Razumopxki đã trình bầy những khía cạnh chính của quá trình sáng tạo khoa học dưới dạng chu trình sau ( sơ đồ 1.1 ): Từ việc khái quát những sự kiện xuất phát,, đi đến xây Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 dựng mô hình trừu tượng giả định ( Có tính chất như một giả thuyết );từ mô hình dẫn đến việc rút ra hệ quả lý thuyết ( Bằng suy luận logic hay suy luận toán học ); kiểm tra bằng thực nghiệm những hệ quả đó.[25] Mô hình giả định trừu tượng Các hệ quả bắt nguồn một cách logic Những sự kiện khởi đầu Thí nghiệm kiểm tra Sơ đồ 1.1 Nếu kết quả thực nghiệm phù hợp với hệ quả dự đoán thì mô hình giả thuyết đó được xác nhận là đúng đắn và trở thành chân lý. Nếu những sự kiện thực nghiệm không phù hợp với những dự đoán lý thuyết thì phải xem lại lý thuyết, chỉnh lý lại hoặc thay đổi. Mô hình trừu tượng sau khi được xác nhận sẽ trở thành nguồn tri thức mới, tiếp tục được dung để suy ra những hệ quả mới hoặc để giải thích những sự kiện thực nghiệm mới phát hiện. Mỗi mô hình, mỗi lý thuyết chỉ phản ánh một số mặt của thực tế, cho nên khi mở rộng phạm vi ứng dụng của mô hình đến một lúc nào đó, ta sẽ gặp những sự kiện thực nghiệm mới không phù hợp với hệ quả suy ra từ mô hình đó, nghĩa là không giải thích được những sự kiện thực nghiệm mới, đến lúc đó phải bổ xung chỉnh lý mô hình cũ cho phù hợp hoặc phải gạt bỏ đi mà xây dựng mô hình mới, bắt đầu một chu trình mới của chu trình nhận thức. Như vậy, chu trình nhận thức khoa học không khép kín mà được mở rộng dần dần, làm giầu thêm cho kiến thức khoa học. Bằng cách đó, con người ngày càng tiếp cận hơn với chân lý khách quan. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 Ta có thể mô tả quá trình nhận thức. Vật lý chi tiết hơn, gồm các giai đoạn điển hình sau: Thực tiễn Vấn đề Giả thuyết Hệ quả Định luật Lý thuyết Thực tiễn. Như vậy con đường đi tìm chân lý xuất phát từ thực tiễn và cuối cùng trở lại thực tiễn, lấy thực tiễn làm chân lý.[26] 1.1.2. Bản chất của hoạt động học Vật lý. 1.1.2.1. Đặc điểm của hoạt động học. Hoạt động học là một hoạt động đặc thù của con người nhằm tiếp thu những tri thức, kỹ năng , kinh nghiệm mà loài người đã tích lũy được, đồng thời phát triển những phẩm chất năng lực của người học. Việc tiếp thu những tri thức, kỹ năng, kinh nghiệm là nhằm mục đích sử dụng chúng trong hoạt động thực tiễn của mình. Cách tốt nhất để nắm vững được ( hiểu và sử dụng được) những tri thức, kỹ năng, kinh nghiệm là người học tái tạo ra chúng. Như vậy, người học không phải là tiếp thu một cách thụ động, dưới dạng đã đúc kết một cách cô đọng, chuyển trực tiếp từ giáo viên, từ sách vở, tài liệu vào bộ não mình mà phải thông qua hoạt động tự lực của bản thân mà tái tạo lại chúng, chiếm lĩnh chúng. Hoạt động nào cũng có đối tượng. Thông thường các hoạt động khác có đối tượng là một khách thể, hoạt động hướng vào làm biến đổi khách thể. Đối với hoạt động học của học sinh lại có đặc điểm riêng, hoạt động làm cho chính chủ thể ( tức là người học ) của hoạt động biến đổi và phát triển. Đối tượng của hoạt động học là tri thức, kỹ năng, kỹ xảo cần chiếm lĩnh. Nội dung của đối tượng này không hề thay đổi sau khi bị chiếm lĩnh, nhưng chính nhờ có sự chiếm lĩnh này mà các chức năng tâm lý của chủ thể mới được thay đổi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 8 và phát triển. Kết quả của việc học tập phụ thuộc chủ yếu vào hoạt động học của học sinh, học trong hoạt động, học bằng hoạt động. Những tri thức, kỹ năng, kinh nghiệm mà người học tái tạo lại không có gì mới đối với nhân loại, nhưng những biến đổi trong bản thân người học, sự hình thành phẩm chất và năng lực ở người học thực sự là những thành tựu mới, chúng sẽ giúp cho người học sau này sáng tạo ra được những giá trị mới. Trong học tập Vật lý, những định luật Vật lý, kỹ năng sử dụng các máy đo, kinh nghiệm tiến hành các thí nghiệm Vật lý đều là những điều đã được biết, học sinh tái tạo lại chúng để biến chúng thành vốn liếng của bản thân mình, chứ không đem lại điều gì mới mẻ cho kho tàng kiến thức Vật lý. Nhưng đối với bản thân học sinh, thông qua hoạt động tái tạo kiến thức đó mà trưởng thành lên. 1.1.2.2. Cấu trúc của hoạt động học. Hoạt động học có cấu trúc gồm nhiều thành phần, có quan hệ và tác động qua lại lẫn nhau ( sơ đồ 1.2 ). Động cơ Hoạt động Mục đích Hành động Phương tiện Điều kiện Thao tác Sơ đồ 1.2. Một bên là động cơ, mục đích, phương tiện, điều kiện, bên kia là hoạt động, hành động, thao tác. Động cơ học tập kích thích sự tự giác, tích cực, thúc đẩy sự hình thành và duy trì, phát triển hoạt động học, đưa đến kết quả Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 9 cuối cùng là thỏa mãn được lòng khát khao mong ước của người học. Muốn thỏa mãn được động cơ ấy, phải thực hiện lần lượt những hành động để đạt được những mục đích cụ thể. Cuối cùng, mỗi hành động được thực hiện bằng nhiều thao tác, sắp xếp theo một trình tự xác định. Ứng với mỗi thao tác trong những điều kiện cụ thể là những phương tiện, công cụ thích hợp. Động cơ học tập của học sinh có thể được hình thành từ những kích thích bên ngoài như: Nhu cầu của xã hội đòi hỏi phải hoạt động có hiệu quả trong một lĩnh vực nào đó của đời sống xã hội, yêu cầu của giáo viên hay bè bạn, thi đua, thưởng, phạt…Nhưng quan trọng nhất, có khả năng thường xuyên được củng cố và phát triển, có hiệu quả bền vững là những động cơ bên trong , đó là sự kích thích bên trong bằng mâu thuẫn nhận thức, mâu thuẫn giữa nhiệm vụ mới phải giải quyết và khả năng hạn chế hiện có của học sinh, cần có một sự cố gắng vươn lên tìm kiếm một giải pháp mới, xây dựng một kiến thức mới. Việc thường xuyên tham gia vào việc giải quyết những mâu thuẫn này sẽ tạo ra thói quen, lòng ham thích hoạt động,hoạt động tự giác và tích cực, hoạt động càng có kết quả thì động cơ càng được củng cố. Mục đích của hoạt động học được thể hiện ở nhiệm vụ cụ thể của mỗi môn học, mỗi phần của môn học và cụ thể nhất ở mỗi bài học. Đó là mục tiêu cụ thể mà mỗi học sinh phải đạt được sau mỗi bài học, mỗi chương, mỗi phần, mỗi môn học mà người dạy có thể đánh giá được. Để thực hiện mỗi mục đích cụ thể, phải thực hiện những hành động tương ứng. Có thể thực hiện một hành động, nhưng thông thường phải phối hợp nhiều hành động mới đạt được mục đích. Nhiệm vụ bài học thường được diễn đạt dưới dạng các “ bài toán nhận thức” hay “ vấn đề nhận thức” mà nếu giải quyết được nó thì học sinh sẽ đạt được mục đích đề ra. Trong các hành động, có hành động vật chất và hành động trí tuệ. Bằng hành động vật chất, học sinh tác dụng trực tiếp lên đối tượng để nhận biết những đặc tính bên ngoài của đối tượng hoặc làm bộc Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 lộ những đặc tính bên trong của đối tượng. Những hành động vật chất đó chỉ cho những thông tin riêng lẻ, rời rạc về đối tượng. Phải trải qua những phân tích, so sánh, suy luận diễn ra trong bộ não, nghĩa là thông qua hành động trí tuệ mới rút ra được kết luận tổng quát về đối tượng. Muốn đạt được một mục đích, phải thực hiện một hay nhiều hành động. Trong khi thực hiện một hành động, ta phải sử dụng một số phương tiện trong những điều kiện cụ thể. Khi sử dụng những phương tiện, điều kiện đó là đã thực hiện những thao tác. Tương ứng với hành động vật chất và hành động trí tuệ có hai loại thao tác: Thao tác chân tay và thao tác trí tuệ. Trong thao tác chân tay, ta sử dụng những công cụ, phương tiện vật chất như chân, tay, tai, mắt, mũi, dụng cụ thí nghiệm, máy đo…Thao tác trí tuệ hoàn toàn diễn ra trong óc, sử dụng những khái niệm, định luật, những phương pháp suy luận như quy nạp, diễn dịch, phân tích, tổng hợp. Đối với những thao tác chân tay, ta có thể quan sát được quá trình thực hiện chúng, cho nên có thể can thiệp trực tiếp vào quá trình đó để uốn nắn rèn luyện làm cho học sinh có kỹ năng, kỹ xảo thực hiện chúng một cách đúng đắn, có hiệu quả. Còn thao tác trí tuệ diễn ra trong óc thì chỉ biết được kết quả khi học sinh thông báo ý nghĩ của họ. Nhưng thao tác trí tuệ lại có vai trò to lớn, quyết định trong nhận thức khoa học. Để cho hoạt động nhận thức Vật lý đạt được kết quả và được thực hiện với tốc độ ngày càng nhanh thì giáo viên cần phải có ý thức rèn luyện cho học sinh có kỹ năng, kỹ xảo thực hiện những thao tác tư duy và phương pháp suy luận đó. Để thực hiện được một nhiệm vụ đề ra, đạt được mục đích mong muốn, có khi phải thực hiện liên tiếp hoặc đồng thời nhiều hành động, nhiều thao tác, khó có thể phân biệt rạch ròi một kết quả là do thực hiện một hành động hay một thao tác cụ thể nào.[26] Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 11 1.1.2.3. Những hành động phổ biến trong hoạt động nhận thức Vật lý. - Quan sát, nhận biết những dấu hiệu đặc trưng của sự vật, hiện tượng. - Phân tích một hiên tượng phức tạp ra thành những hiện tượng đơn giản. - Xác định những giai đoạn diễn biến của hiện tượng. - Tìm các dấu hiệu giống nhau của sự vật hiện tượng. - Bố trí một thí nghiệm để tạo ra một hiện tượng trong những điều kiện xác định. - Tìm những tính chất chung của nhiều sự vật, hiện tượng. - Tìm mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa các sự vật, hiện tượng. - Tìm mối quan hệ nhân quả giữa các hiện tượng. - Mô hình hóa những sự kiện thực tế quan sát được dưới dạng những khái niệm, những mô hình lý tưởng để sử dụng chúng làm công cụ của tư duy. - Đo một đại lượng Vật lý. - Tìm mối quan hệ hàm số giữa các đại lượng vật lý, biểu diễn bằng công cụ toán học. - Dự đoán diễn biến của một hiện tượng trong những điều kiện thực tế xác định. - Giải thích một hiện tượng thực tế. - Xây dựng một giả thuyết. - Từ giả thuyết suy ra một hệ quả. - Lập phương án thí nghiêm để kiểm tra một giả thuyết, hệ quả. - Tìm những biểu hiện cụ thể trong thực tế của những khái niệm, định luật Vật lý. - Diễn đạt bằng lời những kết quả thu được qua hành động. - Đánh giá kết quả hành động. - Tìm phương pháp chung để giải quyết một loại vấn đề.[26] Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn