Luận văn Nghiên cứu xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập khi dạy học về chương "chất rắn và chất lỏng. sự chuyển thể" (vật lí 10 cơ bản)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ TRANG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG TÌNH HUỐNG HỌC TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI QUYẾT TÌNH HUỐNG HỌC TẬP KHI DẠY HỌC VỀ CHƯƠNG "CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG. SỰ CHUYỂN THỂ" (VẬT LÍ 10 CƠ BẢN) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2009 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ TRANG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG TÌNH HUỐNG HỌC TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI QUYẾT TÌNH HUỐNG HỌC TẬP KHI DẠY HỌC VỀ CHƯƠNG "CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG. SỰ CHUYỂN THỂ" (VẬT LÍ 10 CƠ BẢN) Chuyên ngành: Phương pháp giảng dạy Mã số : 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Hướng dẫn khoa học: PGS.TS TÔ VĂN BÌNH THÁI NGUYÊN - 2009 - 1 - PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Nền giáo dục của nước ta hiện nay tuy đã đạt được những thành quả đáng kể nhưng vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu của sự nghiệp đổi mới. Chất lượng và hiệu quả giáo dục - đào tạo còn thấp, trình độ kiến thức, kỹ năng thực hành, phương pháp tư duy khoa học của đại đa số học sinh còn yếu. Nhiều học sinh ra trường, khả năng vận dụng kiến thức vào đời sống và sản xuất còn nhiều hạn chế.... .Một trong những nguyên nhân dẫn đến tình trạng trên là do phương pháp giáo dục - đào tạo chậm đối mới. Phương pháp giảng dạy hiện nay chưa phát huy được tính tích cực chủ động sáng tạo của học sinh. Học sinh chưa có hứng thú say mê học tập. Trong giờ học học sinh chỉ thụ động tiếp thu tri thức mới , ít có cơ hội tham gia vào quá trình xây dựng kiến thức. Vì vậy chúng ta cần đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy học, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện nếp tư duy sáng tạo của người học, bảo đảm điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu của học sinh, đồng thời tăng cường sử dụng phương tiện dạy học. Để làm được điều đó thì một trong những biện pháp quan trọng là nghiên cứu và định hướng hoạt động nhận thức của học sinh trong giờ học. Trong lĩnh vực này đã có một số tác giả nghiên cứu, như: Luận văn thạc sĩ của Trịnh Thị Hải Yến với đề tài:"Sử dụng phương pháp nhận thức (phương pháp mô hình) trong dạy học vật lí phổ thông nhằm phát triển tư duy học sinh". Luận văn thạc sỹ của Nguyễn Thị Thanh Hà thực hiện "Nghiên cứu sử dụng một số phương pháp dạy học nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh trong quá trình dạy học phần dụng cụ quang học, tán sắc và giao thoa ánh sáng ở trường THPT nhằm nghiên cứu đầy đủ sâu sắc sự phối hợp các phương pháp dạy học ở THPT. Luận văn thạc sĩ của - 2 - Trần Văn Nguyệt đi sâu nghiên cứu về các tình huống có vấn đề, các kiểu hướng dẫn học sinh tích cực, tự lực giải quyết vấn đề khi dạy học chương "Áp suất của chất lỏng và chất khí" v.v. Tuy nhiên chương "Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể", phần kiến thức có nhiều ứng dụng quan trọng trong kĩ thuật và trong cuộc sống hàng ngày thì còn ít được nghiên cứu. Từ những lí do trên chúng tôi chọn đề tài: Nghiên cứu xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập khi dạy học một số kiến thức chương " Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể ".(Vật lý 10 cơ bản) 2. Mục đích nghiên cứu Vận dụng lý luận dạy học hiện đại và phương pháp dạy học vật lý để xây dựng hệ thống tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập trong tiến trình xây dựng một số kiến thức chương "Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể "(Vật lý 10 cơ bản) nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lý ở trường phổ thông. 3. Đối tượng nghiên cứu Quá trình dạy - học của giáo viên và học sinh trong giờ học Vật lý. 4. Giả thuyết khoa học Nếu biết khai thác vốn kiến thức và khả năng sẵn có của học sinh, biết vận dụng các quan điểm lý luận dạy học hiện đại và sử dụng linh hoạt các phương pháp dạy học vật lý thì có thể xây dựng được những tình huống học tập và giúp học sinh giải quyết tình huống học tập. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu lý luận dạy học hiện đại và các phương pháp dạy học vật lý. - 3 - - Nghiên cứu lý luận về việc xây dựng các tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập. - Tìm hiểu thực tế dạy học phần kiến thức chương "Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể" ở trường trung học phổ thông, để nhận biết trình độ xuất phát, quan niệm của học sinh trước khi học phần kiến thức này, phát hiện những khó khăn, sai lầm phổ biến khi dạy học phần kiến thức đó. - Đề xuất các biện pháp xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập trong giờ học Vật lý. - Thiết kế tiến trình dạy - học trên cơ sở xây dựng các tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập, khi dạy học một số kiến thức chương "Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể" (Vật lý lớp 10 cơ bản). - Thực nghiệm sư phạm. 6. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý luận. - Khảo sát thực tế. - Thực nghiệm sư phạm. 7. Đóng góp của đề tài 1) Hệ thống hoá một số vấn đề cơ bản về lí luận dạy học hiện đại. Đề xuất các biện pháp xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập trong giờ học, vận dụng vào việc dạy học kiến thức Vật lý 10 cơ bản. 2) Kết quả thiết kế các bài dạy như trên có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho giáo viên. 8. Cấu trúc của luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục và tài liệu tham khảo, luận văn gồm 3 chương. - 4 - Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc xây dựng tình huống học tập và giải quyết tình huống học tập. Chương 2: Nghiên cứu xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập khi dạy học về chương "Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể". Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. - 5 - Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG TÌNH HUỐNG HỌC TẬP VÀ GIẢI QUYẾT TÌNH HUỐNG HỌC TẬP 1.1. Quan điểm hiện đại về dạy học 1.1.1. Một số điểm cơ bản về quá trình dạy học hiện đại Quan tâm, nghiên cứu đến việc đổi mới quá trình dạy học là phải quan tâm đến bản thân hoạt hoạt động học. Học là lý do tồn tại của dạy là mục đích của dạy. Dạy học là con đường thuận lợi nhất để con người trong một khoảng thời gian ngắn nhất để có thể tiếp thu tri thức theo yêu cầu của xã hội hay theo yêu cầu của mỗi cá nhân. Đồng thời đây cũng là con đường giúp học sinh phát triển năng lực tri tuệ, kỹ năng thực hành và khả năng tư duy một cách sáng tạo nhất. Cũng chính từ đây nhân cách con người được hình thành. Dạy học là hoạt động cơ bản của việc giáo dục - đào tạo trong các nhà trường. Đây là con đường chủ yếu để thực hiện mục đích Giáo dục - Đào đạo đáp ứng cho nhu cầu của xã hội. - Quá trình dạy học là một quá trình nhận thức độc đáo của học sinh dưới sự chỉ đạo của người giáo viên là một quá trình thống nhất giữa mục đích, nội dung, phương pháp là hình thức tổ chức dạy học do nhiệm vụ và tính chất của nhà trường quy định nhằm đạt được các nhiệm vụ dạy học, đạt được chất lượng và hiệu quả dạy học. - Dạy là quá trình tổ chức nhận thức cho học sinh của người giáo viên, bản chất của dạy học là tổ chức các tình huống học tập, các tình huống trong đó học sinh sẽ hoạt động tích cực dưới sự hướng dẫn ít nhiều của giáo viên nhằm đạt được chất lượng và hiệu quả dạy học cao nhất. Trong quá trình này học sinh đang phải hoạt động tích cực, phải được tăng cường củng cố khen thưởng động viên. Vậy dạy học là dạy cho học sinh biết hành động, trong cái gọi là hành động mà học sinh cần biết bao gồm hành động chiếm lĩnh tri thức - 6 - và cả hành động vận dụng tri thức do vậy việc tổ chức các tình huống học tập của giáo viên đảm bảo sự đòi hỏi thích ứng của học sinh qua đó học sinh chiếm lĩnh tri thức đồng thời phát triển trí tuệ và nhân cách của mình. - Học (hoạt động học tập) của học sinh là hoạt động của chủ thể (người học) thích ứng với tình huống, qua đó chủ thể chiếm lĩnh những kinh nghiệm xã hội lịch sử biến thành năng lực thể chất và năng lực tinh thần của cá nhân hình thành và phát triển nhân cách cá nhân. Nói cách khác học là một quá trình hoạt động tự giác, tích cực của học sinh nhằm chiếm lĩnh tri thức, kỹ năng, kỹ sảo, phát triển được trí tuệ thể chất và hình thành nhân cách của bản thân. Mỗi tri thức mà người học tiếp nhận được phải là kết quả của sự thích ứng của người học với những tình huống mới nhất định. Như vậy học là một hoạt động nhằm thay đổi và phát triển bản thân mình cho phù hợp với yêu cầu của xã hội. Biến yêu cầu của xã hội thành những phẩm chất và năng lực của cá nhân. Tóm lại dạy học về bản chất là một quá trình thiết kế và góp phần thi công của người giáo viên và học tập về bản chất là một quá trình tự thiết kế và trực tiếp thi công của người học sinh có sự tổ chức, hướng dẫn của người giáo viên nhằm đạt được chất lượng và hiệu quả dạy học. - Giữa dạy và học có mối liên hệ chặt chẽ và hữu cơ. Toàn bộ quá trình dạy học diễn ra trong một môi trường kinh tế xã hội và môi trường giáo dục nhất định. Thực chất trong quá trình dạy học, hoạt động dạy của giáo viên và hoạt động học của học sinh luôn tồn tại song song gắn bó với nhau và hoà nhập với nhau thành một quá trình thống nhất, mối liên hệ này được diễn tả bằng sơ đồ: - 7 - Hình 1.1. Sự tượng tác trong hoạt động dạy học Quá trình dạy học các tri thức thuộc một môn khoa học cụ thể được hiểu là quá trình hoạt động của giáo viên và học sinh trong sự tương tác thống nhất biện chứng của ba thành phần trong hệ dạy học: - Giáo viên. - Học sinh. - Tư liệu hoạt động dạy học (môi trường) trong sự vận hành của hệ tương tác dạy học gồm ba thành phần trên đây thì thầy giáo là người tổ chức, kiểm tra định hướng hành động của học sinh theo một chiến lược hợp lý sao cho học sinh tự chủ chiếm lĩnh tri thức cho mình theo một chiến lược hợp lý từ đó để học sinh chủ động chiếm lĩnh tri thức cho mình do đó năng lực trí tuệ và nhân cách toàn diện của họ từng bước được phát triển. Hoạt động của giáo viên với tư liệu hoạt động dạy học (môi trường) là sự tổ chức tư liệu qua đó cung cấp tư liệu và tạo tình huống hoạt động của học sinh. Tác động trực tiếp của giáo viên tới học sinh là sự định hướng của giáo viên đối với hành động của học sinh với tư liệu là sự định hướng của giáo viên đối với sự tương tác trao đổi giữa học sinh với nhau và qua đó đồng thời còn định hướng cả sự cung cấp những thông tin liên hệ ngược từ phía học Giáo viên Học sinh Tư liệu hoạt động dạy học - 8 - sinh cho giáo viên. Đó là những thông tin cần thiết cho sự tổ chức và định hướng của giáo viên với hành động của học sinh. Hoạt động của học sinh với tư liệu hoạt động dạy học là sự thích ứng của học sinh đối với tình huống học tập đồng thời là hoạt động chiếm lĩnh, xây dựng tri thức cho bản thân mình và sự tương tác đó của học sinh với tư liệu đem lại cho giáo viên những thông tin liên hệ ngược cần thiết cho sự chỉ đạo của giáo viên với học sinh. Tương tác trực tiếp giữa các học sinh với nhau và giữa học sinh với giáo viên là sự trao đổi, tranh luận giữa các cá nhân và từng cá nhân học sinh tranh thủ sự hỗ trợ từ phía giáo viên và tập thể học sinh trong quá trình chiễm lĩnh xây dựng tri thức. Trong sự vận hành của hệ tương tác dạy học có mối liên hệ ngược: - Giữa tư liệu hoạt động dạy học với giáo viên. - Giữa học sinh với giáo viên. - Giữa tư liệu hoạt động dạy học với học sinh. Trong quá trình dạy học học sinh cần phải chú trọng tới hai mối liên hệ ngược này. Có như vậy giáo viên mới đủ điều kiện để tổ chức tốt các tình huống học tập, chuyển bị tiến trình xây dựng tri thức mới một cách tốt nhất, hợp lý nhất, đưa ra những phương án dự phòng uốn nắn kịp thời những sai sót mà học sinh thường mắc phải. Như vậy trong quá trình dạy học là một quá trình thống nhất bao gồm quá trình dạy và quá trình học thông qua tư liệu dạy học, là hệ thống tác động lẫn nhau giữa giáo viên và học sinh. Trong hệ thống đó mỗi chủ thể tác động lẫn nhau có chức năng và vai trò của mình. 1.1.2. Vai trò của giáo viên và học sinh trong quá trình dạy - học Giáo viên giữ vai trò quan trọng trong quá trình nhận biết học - dạy và đặc trưng trong việc định hướng giáo dục. Giáo viên không phải chỉ là người truyền đạt kiến thức mà phải là người cố vấn, tổ chức, hướng dẫn học sinh để trở thành chủ thể hoạt động. Thầy là người khởi xướng và tổ chức quan hệ - 9 - "thầy - trò; trò - trò", tổ chức cho người học hợp tác và học hỏi lẫn nhau trên cơ sở phát huy tính tích cực, tự lực chủ động tham gia hoạt động của tập thể người học. Học sinh là chủ thể của quá trình học tập, chỉ thực sự đạt kết quả cao nếu học sinh là người có ý thức chủ động tích cực và sáng tạo. 1.2. Phương pháp dạy học 1.2.1. Chức năng và đặc điểm của phương pháp dạy học Theo nghĩa triết học phương pháp (hay còn gọi là thách thức, thủ thuật) là sự vận động của nội dung tới mục đích. Quá trình dạy học ở phổ thông bao gồm hoạt động dạy (Tổ chức, điều khiển) của giáo viên và hoạt động của học sinh. Chức năng của giáo viên là dạy, chức năng của học sinh là học và dạy như thế nào, học như thế nào để đạt hiệu quả cao đó là phương pháp dạy học. * Chức năng cơ bản của phương pháp dạy học. + Chức năng nhận thức. + Chức năng phát triển trí tuệ. + Chức năng giáo dục. Như vậy khái niệm phương pháp dạy học phổ thông là tổng hợp các hình thức hoạt động của giáo viên và học sinh nhằm thực hiện tốt các nhiệm vụ dạy học góp phần tạo điều kiện tốt nhất cho các em bước chân vào ngưỡng cửa của các trường Đại Học, Cao Đẳng và đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của xã hội. * Đặc điểm của phương pháp dạy học. - Phương pháp dạy học mang tính mục đích, để đạt được mục đích phải có phương pháp dạy học nào đó. Nói cách khác phương pháp dạy học phải gắn liền với các yêu cầu của xã hội. Ngoài việc trang bị tri thức khoa học còn phải rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo nghề nghiệp cho học sinh. Phương pháp dạy học phải có tính kế thừa và phát huy các phương pháp dạy học mới. - 10 - - Phương pháp dạy học ở phổ thông phải tạo được tính tự giác, tích cực, sáng tạo của học sinh. Giáo viên phải biết lắng nghe ý kiến của học sinh, tổ chức điều khiển họ tham gia tích cực vào các hoạt động học tập và giải quyết các tình huống có vấn đề trong học tập. - Phương pháp dạy học ở phổ thông phải gắn liền với thực tiễn cuộc sống, gắn với sự phát triển của khoa học và công nghệ. - Phương pháp dạy học phổ thông phải thay đổi tuỳ thuộc vào từng trường, đặc điểm nội dung của bộ môn, chuyên đề, điều kiện và phương tiện dạy học. - Phương pháp dạy học phổ thông gắn bó hữu cơ với các phương tiện, thiết bị dạy học hiện đại (máy tính, video,cáp tivi...). Các đặc điểm của phương pháp dạy học phổ thông nêu trên liên quan chặt chẽ với nhau, tác động lẫn nhau giúp cho giáo viên có quá trình giảng dạy lựa chọn phương pháp phù hợp và khi lựa chọn phương pháp dạy học phải đặc biệt quan tâm tới mục tiêu và nội dung dạy học, các thành tố này có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, gắn bó và ảnh hưởng lẫn nhau. Phương pháp dạy học được quy định bởi nội dung dạy học, nó chịu sự tác dụng của sự định hướng, mục tiêu và nhiệm vụ dạy học. Ngược lại phương pháp dạy học phổ thông cũng góp phần hoàn thiện nhiệm vụ, mục đích dạy học. Vận dụng hợp lí phướng pháp dạy học sẽ làm phong phú nội dung dạy học.Vì vậy tuỳ từng trường, từng môn học khác nhau mà có nội dung và mục tiêu đào tạo khác nhau, cần thiết lựa chọn các phương pháp cho phù hợp. 1.2.2. Các kiểu phương pháp dạy học cơ bản trong giờ học vật lí Dạy học là quá trình thống nhất biện chứng của hoạt động dạy của giáo viên và hoạt động học của học sinh. Trong quá trình đó thống nhất cách thức dạy, cách học là phương pháp dạy học. - 11 - Việc phân loại phương pháp dạy học dựa trên luận điểm cơ bản về cấu trúc bên ngoài và bên trong của phương pháp, căn cứ vào nguồn kiến thức và đặc trưng của sự truyền nhận thông tin (bên ngoài), căn cứ vào lôgic trong quá trình dạy học (cấu trúc bên trong), dựa vào phương pháp dạy học phổ thông, phân tích bản chất của quá trình dạy học, căn cứ vào mục đích, nhiệm vụ của lý luận dạy học. Người ta có thể phân ra thành các kiểu phương pháp dạy học cơ bản sau: - Kiểu thông báo, thu nhận, tái hiện của học sinh. - Kiểu giải thích tìm kiếm bộ phận. - Kiểu trình bày nêu vấn đề, giải quyết vấn đề, nghiên cứu. Tuy nhiên cách phân loại như vậy chưa đặc trưng đầy đủ cho các phương pháp điều khiển quá trình nhận thức của học sinh. Tuỳ theo mục tiêu, nội dung, điều kiện dạy học, tình hình đặc điểm của học sinh... mà có sự lựa chọn và phân phối chúng trong quá trình giảng dạy cho phù hợp. Điều quan trọng đối giáo viên phải luôn tự trả lời câu hỏi: Dạy cái gì? Người học phải biết gì? Hoặc biết làm gì trước trong và sau khi học? Thực tế người học biết gì? Dạy như thế nào? Để trả lời câu hỏi thứ tư đòi hỏi phải biết lựa chon các phương pháp và thủ pháp dạy học thích hợp. Để làm rõ cách thức và những ưu nhược điểm của từng phương pháp đã nêu ở trên, chúng ta nghiên cứu chi tiết cách thức, các bước của từng phương pháp từ đó có cơ sở lựa chọn và áp dụng vào bài giảng cụ thể. 1.2.2.1. Kiểu phương pháp thông báo giáo viên thu nhận, tái hiện của học sinh Đây là kiểu phương pháp mà giáo viên là trọng tâm, giáo viên thông báo cho học sinh những tri thức khoa học và biểu cách thức hành động - 12 - cần thiết, còn học sinh lĩnh hội kiến thức, tái hiện những điều đã học, dưới sự tổ chức của giáo viên và điều khiển của giáo viên. Ở kiểu phương pháp này giáo viên thông báo đơn thuần các sự kiện khoa học, các kết luận khoa học, không cần phải giải thích kết quả hoá và hệ thống hoá những kiến thức cần truyền đạt.Hoặc cao hơn nữa giáo viên nêu các sự kiện khoa học có giải thích rõ bản chất của các sự kiện và các khái niệm mới. Cao hơn giáo viên thông báo thông tin khoa học, có kết hợp gởi mở nêu vấn đề, phát vấn, nêu câu hỏi nhằm gợi mở tính tò mò kích thích sự tìm tòi trong học tập của học sinh. Sử dụng phương pháp này phương tiện chủ yếu là lời nói và chữ viết, với các phương pháp cu thể như thuyết trình nội dung, vấn đáp và sử dụng các tài liệu giảng dạy. * Đặc điểm cơ bản của phương pháp Giáo viên truyền đạt kiến thức là chính, học sinh tiếp thu thụ động, giáo viên độc thoại phát vấn, học sinh trả lời thiếu chủ động, giáo viên áp đặt kiến thức sẵn có cho học sinh thuộc lòng, học máy móc, học suông. Giáo viên độc quyền đánh giá kết quả học tập của học sinh. * Ưu điểm của phương pháp này: + Giúp học sinh nắm vững những phần lý thuyết một cách thuận lợi trong thời gian hạn hẹp, học sinh được cung cấp một lượng thông tin lớn. + Bồi dưỡng cho học sinh năng lực phát hiện, nảy sinh các thắc mắc,hoài nghi khoa học rèn luyện phần nào óc phê phán, nắm được các mâu thuẫn hành động nói chung * Nhược điểm của phương pháp Hạn chế việc học kết hợp với hành, dễ để học sinh thụ động tiếp thu tri thức khoa học, ít gắn liền học tập với lao động sản xuất. - 13 - 1.2.2.2. Kiểu phương pháp giải thích, tìm kiếm từng bộ phận (Phương pháp trực quan) Thực chất của kiểu giải thích, tìm kiếm từng bộ phận là kiểu phương pháp dạy học,trong đó có sự kết hợp giữa giải thích của giáo viên về một phần tài liệu học tập,phần còn lại của tài liệu đó do các hoạt động tìm kiếm của học sinh dưới các hình thức giải các bài tập nhận thức có vấn đề và những câu hỏi có vấn đề. Khi vận dụng phương pháp này có thể áp dụng nhóm phương pháp dạy học trực quan với các phương pháp cụ thể là trình bày mẫu, hướng dẫn học sinh quan sát, tổ chức cho học sinh tham quan, phương pháp luyện tập, phương pháp ôn tập và phương pháp trình bày thí nghiệm . Trong kiểu phương pháp này người giáo viên đóng vai trò chủ đạo, là người hướng dẫn, học sinh là người học đóng vai trò trung tâm. * Ưu điểm của phương pháp này: + Gây được sự hứng thú cho học sinh ,tránh cách học thụ động và tư tưởng ỷ lại . + Giúp học sinh tiếp thu trong quá trình sáng tạo,phát huy khả năng tư duy độc lập,bồi dưỡng được tiềm lực thích ứng với nghề nghiệp tương lai cho học sinh . * Nhược điểm của phương pháp này: Chưa cho phép học sinh có điều kiện lĩnh hội được các kinh nghiệm xây dựng và tiến hành toàn bộ kế hoạch giải quyết vấn đề một cách trọn vẹn. 1.2.2.3 Kiểu phương pháp giải quyết vấn đề Ta biết tư duy chỉ bắt đầu khi xuất hiện tình huống có vấn đề,tình huống ấy luôn chứa đựng nội dung cần xác định,một nhiệm vụ cần giải quyết,vướng mắc cần tháo gỡ.Tình huống có vấn đề do giáo viên gợi mở đặt ra cho học sinh,hoặc trong quá trình học tập,nghiên cứu hoặc thực tiễn,học - 14 - sinh tự phát hiện vấn đề,tự giải quyết và làm sáng tỏ vấn đề.Qua việc nghiên cứu giải quyết các tình huống có vấn đề từ đó sẽ đạt được những tri thức mới, phương thức hành động mới. Kết quả cuối cùng là rèn luyện cho học sinh có năng lực giải quyết vấn đề trong thực tiễn,trong khoa học và trong cuộc sống.Phương pháp giải quyết vấn đề cần được rền luyện trong nhà trường để cho học sinh có năng lực giải quyết vấn đề từ khi còn đang đi học, họ có điều kiện vận dụng trong suốt cuộc đời, học sinh có khả năng thích ứng nhanh với xã hội với tiến bộ khoa học công nghệ phát triển không ngừng. Thực tiễn phương pháp giải quyết vấn đòi hỏi người dạy và người học phải làm chủ tri thức, làm chủ tình thế, phải chủ động sáng tạo phát triển tới người học,phải sáng tạo ra tri thức mới,chứ không phải là người tiêu thụ tri thức mới. Phát huy cao độ tiềm năng tri thức đã có,phát hiện và sáng tạo ra những ý tưởng mới nhăm giải quyết các vấn đề được đặt ra.Vì vậy đây là phương pháp dạy học tích cực,ngày càng được vận dụng trong việc dạy học ở các cấp, các ngành. 1.2.3. Một số cơ sở của việc lựa chọn phương pháp dạy học 1.2.3.1. Chọn những phương pháp dạy học có khả năng cao nhất đối với việc thực hiện mục tiêu dạy học Mỗi mô hình lí luận dạy học, PPDH đều có những điểm mạnh, điểm hạn chế nhất định. Nhưng khi xem xét việc thực hiện một mục tiêu dạy học nhất định thì có một số PPDH có khả năng cao hơn các PPDH khác.Chẳng hạn nếu đặt mục tiêu nhanh chóng truyền thụ cho xong nội dung quy định thì PPDH thuyết trình có vị trí quan trọng. Nhưng nếu đặt mục tiêu phát triển năng lực tìm tòi sáng tạo của học sinh thì vấn đề sẽ khác đi. - 15 - Việc lựa chọn các phương pháp dạy học thường bắt đầu từ việc xác định đặc điểm, khả năng của mỗi phương pháp. Do đó ở đây chúng tôi xin nêu ra ưu điểm, nhược điểm chính của một số phương pháp dạy học cụ thể, cơ bản như sau. Phương pháp Ưu điểm Nhược điểm Dùng lời (thuyết trình) Truyền lượng thông tin lớn trong thời gian ngắn; phát triển tư duy trừu tượng cho học sinh. Học sinh lĩnh hội khó, không phát triển được kinh nghiệm của học sinh. Trực quan Nâng cao hiệu quả dạy học nhờ có những biểu tượng rõ ràng. Phát triển tư duy trực quan, hình tượng trí nhớ. Giáo viên cần nhiều thời gian chuẩn bị cho bài học. Tư duy trừu tượng của học sinh kém phát triển. Thực nghiệm Hình thành kỹ năng, kỹ xảo lao động. Củng cố mối liên hệ lý thuyết - thực tiễn. Học sinh hứng thú,nhớ lâu Cần nhiều thời gian chuẩn bị bài. Cần có thiết bị,vật tư. Mất nhiều thời gian lên lớp - 16 - Tái hiện Truyền đạt lượng thông tin nhanh và hệ thống, củng cố trí nhớ. Hình thành kỹ năng, kỹ xảo. Tính độc lập tư duy kém Dạy học chương trình hoá Cá nhân hoá việc lĩnh hội kiến thức. Kiểm tra thường xuyên quá trình lĩnh hội. Điều khiển hợp lý và nhanh quá trình lĩnh hội. Thời gian nhiều hơn so với phương pháp dùng lời. Hạn chế tính giáo dục của bài học. Hạn chế việc phát triển tư duy độc lập, kỹ năng tìm tòi,nghiên cứu PP đặt và giải quyết vấn đề Phát triển kỹ năng hoạt động nhận thức sáng tạo, kỹ năng nắm kiến thức độc lập. Có thể sử dụng khi kiến thức không hoàn toàn mới mà phát triển một cách lôgic những cái đã biết. Có thể sử dụng khi học sinh nắm được nội dung bằng hoạt động học tập Cần nhiều thời gian. Không dùng được khi cần rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo thực hành. Không dùng được khi tài liệu mới về nguyên tắc. - 17 - PP làm việc độc lập của học sinh Hình thành năng lực làm việc độc lập. Biến kiến thức thành niềm tin. Rèn kỹ năng, kỹ xảo thực hành. Phát triển ý trí. Cần tính đến sự hướng dẫn của giáo viên trước những vấn đề phức tạp. Tốc độ dạy học chậm. Bảng trên nêu lên khả năng đặc thù của mỗi phương pháp. Ví dụ: Muốn phát triển tư duy trừu tượng có thể sử dụng phương pháp dùng lời hoặc tìm kiếm vấn đề hoặc dùng phương pháp suy diễn lôgíc; Muốn phát triển kỹ năng trí tuệ và thực hành ta có thể sử dụng phương pháp trực quan, thực hành, tái hiện, quy nạp…Như vậy, việc lựa chọn phương pháp không phải là việc làm ngẫu nhiên mà căn cứ vào nhiệm vụ, nội dung và các yếu tố khác. Nghĩa là phải dựa trên sự phân tích những đặc điểm cụ thể của bài học kết hợp với năng lực, sự sáng tạo và nhạy cảm của giáo viên. Nhìn vào bảng trên, ta có thể thấy rõ điểm mạnh, điểm yếu của các nhóm PPDH với việc thực hiện mục tiêu, đặc biệt là sự hạn chế của PP thuyết trình đối với việc thực hiện các mục tiêu quan trọng của phát triển nhân cách. Một kết quả nghiên cứu khác cũng cho thấy sự hạn chế của các PP dùng lời nói và đồng thời khuyến khích tổ chức các hoạt động tự lập của học sinh phối hợp các PP nhằm huy động đồng thời nhiều giác quan của học sinh tham gia vào quá trình tri giác các đối tượng lĩnh hội. 1.2.3.2. Lựa chọn các PPDH tương thích với nội dung học tập Giữa nội dung và PPDH có mối quan hệ tác động lẫn nhau, trong nhiều trường hợp quy định lẫn nhau. Ở bình diện kĩ thuật dạy học, PPDH cần tương thích với nội dung dạy học. Mỗi nội dung dạy học đều liên hệ mật thiết với những hoạt động nhất định. - 18 - 1.2.3.3. Lựa chọn PPDH cần chú ý đến hứng thú, thói quen của học sinh, kinh nghiệm sư phạm của giáo viên 1) Cần chuẩn đoán nhu cầu, hứng thú của học sinh khi lựa chọn các PPDH. Đối với việc trình bày thông tin cần ưu tiên lựa chọn các PP sử dụng phương tiện nghe nhìn, sử dụng truyền thông đa phương tiện càng tốt. Đối với các hoạt động chế biến thông tin cần tổ chức các hoạt động tự phát hiện, phối hợp với làm việc theo nhóm, phát huy càng tối đa tính tích cực, sáng tạo của học sinh càng tốt. 2) Chú ý thay đổi PPDH và hình thức tổ chức dạy học tránh nhàm chán, gây hứng thú cho học sinh. 3) Ưu tiên lựa chọn các PPDH mà học sinh, giáo viên đã thành thạo. Với các PPDH có ưu điểm tương đương, cần ưu tiên lựa chọn PPDH mà GV và HS đã thành thạo, bởi vậy thực hiện dễ dàng hơn. Không vì tiêu chí này mà quay trở lại vớ PP truyền thụ một chiều. Hiện nay, rất cần thiết phải cho GV và HS trở nên quen thuộc với các kĩ thuật dạy học mới có hiệu quả cao trong việc thực hiện các mục tiêu giáo dục. 1.2.3.4. Lựa chọn PPDH phù hợp với điều kiện dạy học 1) Ở đây đề cập đến PPDH diễn ra trong mối quan hệ với các điều kiện vật chất, đặc biệt là thiết bị dạy học (TBDH). Đương nhiên là cần phải lựa chọn PPDH phù hợp với điều kiện của nhà trường, của phòng thí nghiệm, của tình trạng đang có. 2) Trong khuôn khổ điều kiện cho phép, cần chọn thứ tự ưu tiên khả năng tốt nhất. 3) Các TBDH hiện đại không luôn đồng nghĩa với các TBDH đắt tiền. Tính hiện đại của TBDH thể hiện ở việc sử dụng các thiết bị sao cho đạt yêu - 19 - cầu cao nhất trong việc thực hiện các mục tiêu dạy học, thể hiện rõ tư tưởng sư phạm hiện đại. Tóm lại, trên đây là bốn cơ sở quan trọng nhất, là căn cứ xuất phát khi tiến hành lựa chọn, lập kế hoạch các PPDH. Điều quan trọng nhất là cần xác định lựa chọn phương pháp và hình thức tổ chức dạy học có thể giúp học sinh: - Học tập với niềm say mê, hứng thú, khát khao tìm tòi khám phá. - Lĩnh hội tri thức trong các hoạt động học tập tích cực, chủ động, sáng tạo, theo phương pháp khoa học. - Học trong tương tác, trong việc hình thành các quan hệ hợp tác, thân thiện, cùng nhau giải quyết các nhiệm vụ học tập. 1.2.4. Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh (T.S Trịnh Thị Hải Yến – Vụ THPT - Bộ GD – ĐT. Nguyễn Phương Hồng – Viện khoa học GD. Tạp chí Giáo dục số 54 (03/2003) trang 22.) 1.2.4.1. Lựa chọn nội dung kiến thức để tổ chức cho HS hoạt động SGK đã trình bày các đơn vị kiến thức theo định hướng hoạt động. Trong từng đơn vị kiến thức, GV có thể tổ chức những hoạt động khác nhau để HS chiếm lĩnh kiến thức. Căn cứ vào nội dung kiến thức trong SGK, điều kiện thiết bị, thời gian học tập và khả năng học tập của HS, GV cân nhắc và lựa chọn nội dung để tổ chức cho HS hoạt động. Một số hoạt động thường gặp trong dạy học vật lí là: 1. Tổ chức tình huống học tập (chủ yếu là xác định nhiệm vụ học tập) – Đặt câu hỏi nghiên cứu – Nêu dự đoán – Đề ra giả thuyết 2. Thu thập thông tin – Quan sát các hiện tượng, thí nghiệm, sự kiện - 20 - – Tìm được những thông tin cần thiết từ sách, báo,... – Lập kế hoạch khám phá Ví dụ: Thiết kế thí nghiệm (TN); lựa chọn dụng cụ TN; chỉ ra đại lượng cần đo; những điều cần xác định trong TN; những yếu tố cần giữ nguyên, không thay đổi khi làm TN. – Tiến hành khám phá Ví dụ: bố trí, lắp đặt dụng cụ thiết bị TN; thực hiện TN theo hướng dẫn; thay đổi phương án TN nếu kết quả không phù hợp với vấn đề đặt ra. – Ghi các kết quả khám phá Ví dụ: đọc số chỉ của các dụng cụ TN ở mức độ cẩn thận và chính xác cần thiết lập; lập bảng kết quả; biểu diễn kết quả bằng đồ thị; sơ đồ... 3. Xử lí thông tin – Lập bảng, biểu, vẽ đồ thị theo những cách khác nhau, từ đó phân tích dữ liệu và nêu ý nghĩa của chúng. – Tìm quy luật từ biểu, bảng, đồ thị. – Phân loại dấu hiệu giống nhau, khác nhau, nhận biết những dấu hiệu bản chất của những nhóm đối tượng đã quan sát. – So sánh, phân tích, tổng hợp dữ liệu và rút ra kết luận. 4.Thông báo kết quả làm việc – Mô tả lại những TN đã làm – Trình bày, giải thích những việc đã làm bằng: lời, hình vẽ, đồ thị – Nêu kết luận đã tìm thấy được 5.Vận dụng, ghi nhớ kiến thức bằng cách – Giải bài tập (định tính, định lượng, thực nghiệm) – Làm đồ chơi, dụng cụ học tập – Học thuộc lòng - 21 - Trong từng hoạt động, GV có thể phát huy tính tích cực nhận thức của HS ở những mức độ khác nhau, kinh nghiệm cho thấy khi dạy học theo hướng tích cực hoạt động nhận thức của HS, trong một tiết học, GV thường dễ bị “cháy giáo án”. Do đó, Gv cần xác định hoạt động trọng tâm (tùy thuộc MT đã được lượng hóa của bài học cũng như cơ sở thiết bị dạy học cho phép), phân bổ thời gian hợp lí để điều khiển hoạt động học tập của học sinh. 1.2.4.2. Dự kiến hệ thống câu hỏi hướng dẫn học sinh hoạt động Dù sử dụng phương pháp nào thì giáo viên cũng phải sử dụng một hệ thống câu hỏi phù hợp để hỗ trợ cho phương pháp chính mà mình lựa chọn. Hệ thống câu hỏi của giáo viên nhằm hướng dẫn học sinh tiếp cận, phát hiện và chiếm lĩnh kiến thức trong từng hoạt động giữ vai trò chỉ đạo, quyết định chất lượng lĩnh hội của lớp học.Trong mỗi hoạt động, giáo viên dự kiến hệ thống câu hỏi xen kẽ với những yêu cầu học sinh hoạt động để hướng dẫn học sinh tiếp cận, tự phát hiện và chiếm lĩnh kiến thức mới. Mỗi hoạt động đều nhằm mục tiêu (MT) chiếm lĩnh một kiến thức hay rèn luyện một kĩ năng cụ thể phục vụ cho việc đạt được MT chung của bài học. · Để đạt được yêu cầu đó giáo viên cần chú ý 1. Giảm số câu hỏi có yêu cầu thấp về mặt nhận thức, mang tính chất kiểm tra, chỉ yêu cầu nhớ lại kiến thức đã biết và trả lời dựa vào trí nhớ, thường chỉ có một câu hỏi trả lời đúng, ngắn, không cần suy luận. Loại câu hỏi này thường được dùng khi cần đặt mối liên hệ giữa kiến thức đã học với kiến thức sắp học, khi học sinh đang tiến hành, luyện tập hoặc khi củng cố kiến thức vừa mới học. 2.Tăng số câu hỏi then chốt nhằm vào những mục đích nhận thức cao hơn, đòi hỏi sự thông hiểu, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa, hệ thống hóa, vận dụng kiến thức đã học cũng như các câu hỏi mở có nhiều phương án trả lời. - 22 - Loại câu hỏi này thường được sử dụng khi học sinh đang được cuốn hút vào các cuộc thảo luận tìm tòi, khi họ tham gia giải quyết vấn đề cũng như khi vận dụng các kiến thức đã học trong tình huống mới. Tăng cường câu hỏi yêu cầu nhận thức cao không có nghĩa là xem thường loại câu hỏi kiểm tra sự ghi nhớ vì không tích lũy kiến thức, sự kiện đến một mức độ nhất định nào đó thì khó mà tư duy sáng tạo. Trong thực tế, giáo viên ít khi sử dụng thành công loại câu hỏi kích thích tư duy. MT của việc đặt câu hỏi thường thất bại vì giáo viên không biết đặt câu hỏi như thế nào và khi nào thì nên dùng nó. Chẳng hạn như khi nghiên cứu định luật Ôm: Câu hỏi “Dựa trên số liệu đo đươc, các em hãy cho biết cường độ dòng điện I chạy qua điện trở và hiệu điện thế U giữa hai điện trở đó có tỉ lệ thuận với nhau không? Là câu hỏi đã chứa đựng kiến thức và chỉ yêu cầu học sinh trả lời “có” hoặc “không”, không đòi hỏi học sinh tư duy tìm ra mối liên hệ giữa hai đại lượng I và U. Nhiều khi các em trả lời đúng câu hỏi này nhưng có thể chưa biết thế nào là tỉ lệ thuận và có thể cho rằng U phụ thuộc vào I, tức là chưa nắm bắt được bản chất của sự phụ thuộc này. Còn câu hỏi “Dựa vào số liệu đo được, em hãy nhận xét về mối quan hệ giữa hai đại lượng I và U?” đòi hỏi học sinh tư duy tìm ra sự phụ thuộc tỉ lệ thuận và có khả năng bộc lộ sai sót cho rằng U phụ thuộc I, thông qua đó giáo viên có thể phân tích, điều chỉnh nhận xét của học sinh, giúp học sinh hiểu đúng bản chất của sự phụ thuộc đó. · Một số kĩ năng đặt câu hỏi Dưới đây là một số kĩ năng đặt câu hỏi theo các mức độ nhận thức tăng dần của Bloom. 1. Câu hỏi Biết Ứng với mức độ lĩnh hội (LH) 1 “nhận biết” - 23 - MT của loại câu hỏi này là để kiểm tra trí nhớ của học sinh về các dữ liệu, số liệu, các định nghĩa, tên tuổi, địa điểm,... Việc trả lời các câu hỏi này giúp học sinh ôn lại được những gì đã học, đã đọc hoặc đã trải qua. Các từ để hỏi thường là: “CÁI GÌ…”, “BAO NHIÊU…”, “HÃY ĐỊNH NGHĨA…”, “CÁI NÀO…”, “EM BIẾT NHỮNG GÌ VỀ…”, “KHI NÀO...”, “BAO GIỜ…”, “HÃY MÔ TẢ...”… Ví dụ: Hãy phát biểu định nghĩa chuyển động cơ học hoặc hãy liệt kê một số vật liệu thường dùng để chống ô nhiễm tiếng ồn. 2. Câu hỏi Hiểu Ứng với mức độ LH 2 “thông hiểu” - MT của loại câu hỏi này là để kiểm tra cách HS liên hệ, kết nối các dữ liệu, số liệu, tên tuổi, địa điểm, các định nghĩa… - Việc trả lời các câu hỏi này cho thấy học sinh có khả năng diễn tả bằng lời nói, nêu ra được các yếu tố cơ bản hoặc so sánh các yếu tố cơ bản trong nội dung đang học. Các cụm từ để hỏi thường là: “TẠI SAO…”, “HÃY PHÂN TÍCH…”, “HÃY SO SÁNH…”, “HÃY LIÊN HỆ…”, “HÃY PHÂN TÍCH…”,… - Ví dụ: Hãy tính vận tốc của vật khi biết cụ thể độ dài quãng đường đi được và thời gian để đi hết quãng đường đó; hoặc hãy xác định giới hạn đo và chia nhỏ nhất của bình chia độ. 3. Câu hỏi Vận dụng Ứng với mức độ LH 3 “vận dụng” - MT của loại câu hỏi là để kiểm tra khả năng áp dụng các dữ liệu, các khái niệm, các quy luật, các phương pháp… vào hoàn cảnh và điều kiện mới. - Việc trả lời các câu hỏi áp dụng cho thấy học sinh có khả năng hiểu được các quy luật, các khái niệm… có thể lựa chọn tốt các phương án để giải quyết, vận dụng các phương án vào thực tiễn. Khi đặt câu hỏi cần tạo ra những tình - 24 - huống mới khác với điều kiện đã học trong bài học và sử dụng các cụm từ như: “LÀM THẾ NÀO…”, “HÃY TÍNH SỰ CHÊNH LỆCH GIỮA…”, “EM CÓ THỂ GIẢI QUYẾT KHÓ KHĂN VỀ… NHƯ THẾ NÀO”,… - Ví dụ: Hãy tính vận tốc trung bình của một ô tô đi từ tỉnh A đến tỉnh B biết độ dài quãng đường đó là 150 km, ô tô khởi hành lúc 8h15’ và đến vào lúc 12h30’. Hay làm thế nào để sử dụng thước dài đã bị gãy đầu có vạch số 0? 4. Câu hỏi Phân tích Ứng với mức độ LH 4 “phân tích” · MT của loại câu hỏi này là để kiểm tra khả năng phân tích nội dung vấn đề, từ đó đi đến kết luận, tìm ra mối quan hệ hoặc chứng minh một luận điểm. · Việc trả lời câu hỏi này cho thấy Hs có khả năng tìm ra được mối quan hệ mới, tự diễn giải hoặc đưa ra kết luận. Việc đặt câu hỏi phân tích đòi hỏi học sinh phải giải thích được các nguyên nhân từ thực tế: “TẠI SAO…”, đi đến kết luận “EM CÓ NHẬN XÉT GÌ VỀ…”, “HÃY CHỨNG MINH…”. Các câu hỏi phân tích thường có nhiều lời giải (thể hiện sáng tạo) · Ví dụ: Từ kết quả thí nghiệm, hãy nhận xét về mối quan hệ giữa độ lớn của lực kéo với độ nghiêng của mặt phẳng nghiêng; hoặc hãy chứng minh cái đinh vít là một dạng của mặt phẳng nghiêng. 5. Câu hỏi Tổng hợp Ứng với mức độ LH 5 “tổng hợp” · MT của câu hỏi loại này là để kiểm tra xem học sinh có thể đưa ra những dự đoán, giải quyết vấn đề, đưa ra câu trả lời hoặc đề xuất có tính sáng tạo. · Câu hỏi tổng hợp thúc đẩy sự sáng tạo của học sinh, các em phải tìm ra những nhân tố và ý tưởng mới để có thể bổ sung, cho nội dung. Để trả - 25 - lời câu hỏi tổng hợp khiến học sinh phải: dự đoán, giải quyết vấn đề và đưa ra các câu trả lời sáng tạo. Cần nói rõ cho học sinh biết rõ rằng các em có thể tự do đưa ra những ý tưởng, giải pháp mang tính sáng tạo, tưởng tượng của riêng mình. Gv cần lưu ý rằng câu hỏi loại này đòi hỏi một thời gian chuẩn bị khá dài, vì vậy hãy để cho học sinh có đủ thời gian tìm ra câu trả lời. · Ví dụ: Hãy đề ra những biện pháp chống ô nhiễm tiếng ồn cho những gia đình sống bên cạnh đường giao thông lớn có nhiều loại xe cộ qua lại; hoặc hãy tìm cách xác định thể tích của vật thấm nước (những viên phấn) bằng bình chia độ. 6. Câu hỏi Đánh giá Ứng với mức độ LH 6 “đánh giá” · MT của loại câu hỏi này là kiểm tra xem học sinh có thể đóng góp ý kiến và đánh giá các ý tưởng, giải pháp,… dựa vào những tiêu chuẩn đã đề ra. · Ví dụ: Theo em trong 2 phương pháp đo thể tích bằng bình chia độ và bằng bình tràn thì phương pháp nào cho kết quả chính xác hơn? Kết luận: Hiệu quả kích thích tư duy học sinh khi đặt câu hỏi ở mức độ nhận thức thấp hay cao sẽ phụ thuộc rất nhiều vào khả năng của học sinh. Sẽ hoàn toàn vô tác dụng nếu giáo viên đặt câu hỏi khó để học sinh không có khả năng trả lời được. Và mặt khác, thật không có nghĩa nếu đặt câu hỏi quá dễ đối với khả năng của học sinh. giáo viên cần có nhận xét, động viên ngay những câu hỏi, trả lời đúng cũng như câu hỏi trả lời chưa đúng. Nếu tất cả học sinh đều trả lời sai thì giáo viên cần đặt câu hỏi đơn giản hơn để học sinh có thể trả lời được vì học sinh chỉ có hứng thú học khi họ thành công trong học tập. - 26 - · Một số kĩ thuật trong khi hỏi Dưới đây xin gợi ý một số kĩ thuật trong khi hỏi Nên: 1. Dừng một chút sau khi đặt câu hỏi. 2. Nhận xét một cách khuyến khích đối với câu trả lời của học sinh. 3. Tạo điều kiện cho nhiều Hs trả lời một câu hỏi. 4. Tạo điều kiện để cho mỗi Hs đều được trả lời câu hỏi, ít nhất 1 lần trong giờ học. 5. Đưa ra những gợi ý nhỏ cho các câu trả lời hoặc dựa vào một phần nào đó trong câu trả lời để tiếp tục đặt câu hỏi. 6. Yêu cầu học sinh giải thích câu trả lời của mình (bản thân học sinh). 7. Yêu cầu học sinh liên hệ câu trả lời với những kiến thức khác. Không nên: 1. Nhắc lại câu hỏi của mình. 2. Tự trả lời câu hỏi của mình đưa ra. 3. Nhắc lại câu trả lời của học sinh. 1.3. Những hoạt động nhận thức phổ biến trong dạy học vật lý 1.3.1. Theo lý thuyết hoạt động, hoạt động học có cấu trúc nhiều thành phần có quan hệ tác động lẫn nhau, một bên là động cơ, mục đích, phương tiện, một bên là hoạt động, hành động và thao tác: Một hoạt động bao gồm nhiều hành động và hành động được thực hiện bằng hàng loạt các thao tác. Người ta phân biệt hoạt động nhận thức thành hành động vật chất và hành động trí tuệ, tương ứng với chúng sẽ có hai loại thao tác chân tay và thao tác trí tuệ. Thao tác chân tay (thao tác vật thể) sử dụng những công cụ, phương tiện vật chất như mắt, tay, dụng cụ thí nghiệm, máy đo… Thao tác trí tuệ (tư - 27 - duy) hoàn toàn diễn ra trong óc, sử dụng những khái niệm và những phương pháp suy luận. Trong thực hiện hành động nhận thức luôn có sự kết hợp giữa thao tác chân tay và thao tác trí tuệ. 1.3.2. Các khâu thành tố và các hành động thành tố trong tiến trình khoa học xây dựng kiến thức [ ]24 . * Các khâu thành tố trong tiến trình xây dựng/ vận dụng tri thức: 1) Đề xuất vấn đề. 2) Lựa chon giải pháp (mô hình lý thuyết, thực nghiệm). 3) Thực hiện giải pháp. 4) Diễn đạt (kết luận, mô hình). 5) Vận dụng kiến thức (giải thích, tiên đoán). 6) Đối chiếu kiểm tra sự phù hợp của kết luận. * Các dạng hoạt động thành tố cơ bản: 1) Ghi nhận, tái hiện thông báo. 2) Trực giác. 3) Suy diễn. 4) Quy nạp. 5) Tri giác, quan sát. 6) Hoạt động vật thể, thí nghiệm. 1.3.3. Các hoạt động trong hoạt động nhận thức vật lý còn được phân loại theo hoạt động tương ứng với mục đích và những thao tác nhận thức cụ thể [ ]20 1) Quan sát, nhận biết những dấu hiệu đặc trưng của sự vật hiện tượng. 2) Phân tích một hiện tượng phức tạp ra những hiện tương đơn giản. 3) Xác định những giai đoạn, diễn biến của hiện tượng. 4) Tìm dấu hiệu giống nhau của các sự vật hiện tượng. - 28 - 5) Bố trí thí nghiệm để tạo ra một hiện tượng trong những điều kiện xác định. 6) Tìm những tính chất chung của nhiều sự vật hiện tượng. 7) Tìm mối liên hệ khách quan phổ biến giữa các sự vật hiện tượng. 8) Tìm mối quan hệ nhân quả giữa các hiện tượng. 9) Mô hình hoá 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. 10) Đo một đại lượng vật lý. 11) Tìm mối quan hệ giữa các hiện tượng, đại lượng vật lý. 12) Dự đoán diễn biến của một hiện tượng trong những điều kiện thực tế xác định. 13) Giải thích một hiện tượng thực tế. 14) Xây dựng một giả thuyết. 15) Từ giả thuyết suy ra hệ quả. 16) Lập phương án thí nghiệm để kiểm tra một giả thuyết (hệ quả). 17) Tìm những biểu hiện cụ thể trong thực tế của những khái niệm, những định luật vật lý. Bố trí thí nghiệm để tạo ra một hiện tượng trong những điều kiện xác định. 18) Diễn đạt bằng lời những kết quả thu được qua hoạt động. 19) Đánh giá kết quả hành động. 20) Tìm phương pháp chung để giải quyết vấn đề. 1.4. Định hướng thiết kế tiến trình hoạt động dạy học Để đảm bảo nâng cao chất lượng, hiệu quả, phát huy tính tích cực,tự chủ sáng tạo của học sinh trong việc xây dựng kiến thức mới,vai trò của giáo viên hết sức quan trọng và rất quyết định. Giáo viên phải vận dụng lý luận dạy học hiện đại vào thiết kế và thực hiện tổ chức hoạt động dạy học theo những quy trình hợp lý.Khi thiết kế tiến trình hoạt động dạy học theo - 29 - hướng xây dựng tình huống học tập và định hướng hoạt động nhận thức của học sinh theo tiến trình xây dựng tri thức khoa học giáo viên phải lần lượt thực hiện các nhiệm vụ sau: 1, Thiết lập sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức ; 2, Xác định mục tiêu dạy học; 3, Tổ chức tình huống có vấn đề; 4, Định hướng hoạt động nhận thức của học sinh theo tiến trình khoa học xây dựng kiến thức. 1.4.1. Thiết lập sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng kiến thức Từ sự suy nghĩ,để hiểu sâu sắc về kiến thức cần dạy,căn cứ vào logíc của tiến trình nhận thức khoa học,trình độ nhận thức của học sinh,thực tiễn phương tiện dạy học,giáo viên thiết lập tiến trình khoa học xây dựng kiến thức,sơ đồ hoá tiến trình.Sơ đồ là cơ sở định hướng khái quát cho giáo viên suy nghĩ thiết kế mục tiêu dạy học và tiến trình dạy học cụ thể.Là cơ sở quan trọng,là tiền đề cần thiết để có thể tổ chức và định hướng khái quát hoạt động học tích cực tự chủ,sáng tạo giải quyết vấn đề,xây dựng kiến của học sinh trong quá trình dạy học. 1.4.2. Xác định mục tiêu dạy học Là cái đích giáo viên muốn đạt được khi dạy học một kiến thức cụ thể. Là mục tiêu do chương trình,sách giáo khoa và do tiến trình khoa học xây dựng kiến thức đặt ra,để hướng tới mục tiêu kiến thức,kỹ năng và thái độ,được thể hiện thông qua kết quả học của học sinh . Là căn cứ để kiểm tra, đánh giá hiệu quả dạy học. 1.4.3. Tổ chức tình huống có vấn đề Trên cơ sở đã hình dung rõ nét logíc của một tiến trình nhận thức khoa học phù hợp với trình độ học sinh ,giáo viên thực hiện quy trình 2 để lựa chọn sự kiện,tình huống và suy nghĩ tìm cách tổ chức tình huống có vấn đề sao cho nhờ đó làm nảy sinh vấn đề ở học sinh và tạo cơ hội để học sinh có khả năng - 30 - tham gia vào quá trình tìm tòi giải quyết vấn đề,tạo động cơ thúc đẩy hoạt động nhận thức tích cực của học sinh. Xây dựng kiến thức bắt đầu từ tình huống có vấn đề này,tình huống làm xuất hiện câu hỏi có tác dụng định hướng tư duy tìm tòi của học sinh nhằm trúng mục tiêu nội dung kiến thức cần tìm kiếm. 1.4.3. Hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập trong giờ học vật lí Xây dựng một kiến thức là triển khai giải quyết tình huống có vấn đề, có thể là quá trình chuyển tiếp nhiều tình huống học tập khác và cuối cùng đạt được câu trả lời cho câu hỏi vấn đề đã nêu ra. Trong các giai đoạn, các bước của phương pháp giải quyết vấn đề. Người học phải tự tìm tòi các biện pháp giải quyết vấn đề đã đặt ra và có thể tự đánh giá kết quả của mình, còn giáo viên giữ vai trò hướng dẫn, gợi mở, định hướng cho sinh viên giải quyết vấn đề. Xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập trong giờ học là hoạt động quan trọng của tiến trình hoạt động dạy học. Trong chương 2 chúng tôi sẽ trình bày chi tiết việc xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập trong giờ học vật lí. 1.5. Khảo sát thực trạng dạy học ở trường phổ thông theo hướng tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh 1.5.1. Thực trạng dạy học vật lý và bài tập vật lý ở các trường trung học phổ thông Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài chúng tôi đã tiến hành điều tra khảo sát ở ba trường trung học phổ thông thuộc các huyện miền núi của tỉnh Thái Nguyên, đó là: Trường THPT Định Hoá , trường THPT Phú Lương, trường THPT Nguyễn Huệ, với mục đích sau: - 31 - Điều tra về cơ sở vật chất phục vụ dạy học. Tìm hiểu về đặc điểm của học sinh miền núi và chất lượng học tập nói chung, học tập môn vật lý nói riêng. Khảo sát phương pháp giảng dạy của giáo viên, điều kiện phục vụ giảng dạy, vấn đề đổi mới phương pháp giảng dạy của giáo viên, … Từ đó phân tích các hạn chế, khó khăn, tìm nguyên nhân, đề ra biện pháp khắc phục Đối tượng điều tra: Học sinh lớp 10, giáo viên vật lý, lãnh đạo ở các trường trên. Phương pháp điều tra: Trao đổi với lãnh đạo nhà trường, giáo viên vật lý, nói chuyện với học sinh, tham quan phòng thí nghiệm, dự giờ. Qua đó chúng tôi thu được kết quả sau: 1.5.2. Cơ sở vật chất phục vụ dạy học + Nhìn chung cả ba trường chúng tôi điều tra ( Trường THPT Định Hoá, Trường THPT Phú Lương, Trường THPT Nguyễn Huệ) đều thiếu phòng học vì thế học sinh phải học hai ca. + Về phòng thí nghiệm và dụng cụ thí nghiệm cơ bản đầy đủ và đồng bộ, nhưng ít được sử dụng và nếu sử dụng chưa đem lại hiệu quả cao vì các nguyên nhân sau: - Các thiết bị thí nghiệm mới có và giáo viên chưa được tập huấn đầy đủ vì thế chưa biết sử dụng hoặc sử dụng nhưng chưa khai thác hết được tác dụng của thí nghiệm. - Không có cán bộ chuyên trách phòng thí nghiệm. - Các trường miền núi thường thiếu giáo viên, vì thế giáo viên thường phải làm thêm giờ, dạy hai ca do đó không còn thời gian thích đáng để chuẩn bị thí nghiệm cho tiết học. Trong hoàn cảnh đó nếu sử dụng thí nghiệm cũng không đem lại hiệu quả như mong muốn. - 32 - + Qua điều tra chúng tôi thấy ở các trường giáo viên thường cập nhật chậm các sách tham khảo phù hợp với xu hướng đổi mới chương trình và phương pháp giảng dạy vật lý hiện nay. Các phương tiện kỹ thuật dạy học như máy chiếu, máy tính đều có song còn ít và hầu như không được sử dụng trong dạy học hoặc nếu có sử dụng không đem lại hiệu quả vì đa số giáo viên miền núi còn hạn chế về tin học và không có đủ thời gian thích đáng để nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học. + Về học sinh tất cả các học sinh của cả ba trường đều có sách giáo khoa và 70% có sách bài tập vật lý. Nhưng chỉ khoảng 10% có sách tham khảo. Vì thế hầu hết học sinh chỉ làm bài tập ở sách giáo khoa và một số bài tập giáo viên cho, ngoài ra không tự làm thêm các bài tập khác. 1.5.3. Đặc điểm của học sinh THPT ở tỉnh Thái Nguyên 1.5.3.1. Đặc điểm của học sinh Thái Nguyên là một tỉnh thuộc trung du và miền núi phía bắc, trong đó đa số các huyện là miền núi, điều kiện kinh tế, văn hoá xã hội còn nhiều khó khăn. Qua điều tra bằng phiếu thăm dò, tham khảo các bài kiểm tra chất lượng của học sinh, trao đổi trực tiếp với giáo viên, học sinh và một số phụ huynh chúng tôi thu được những kết quả sau: - Đa số học sinh khả năng giao tiếp hạn chế, tự ti. - Đa số học sinh nhận thức chậm, khả năng làm việc độc lập rất kém - Sự nhanh nhẹn, sáng tạo, tính tự lực tư duy thấp - Thiếu ý chí vượt khó, vươn lên trong cuộc sống và trong học tập. - Khả năng vận dụng, liên hệ giữa lý thuyết với thực tiễn còn hạn chế. - Khả năng phân tích, tổng hợp rất kiến thức còn yếu. - 33 - 1.5.3.2. Tình hình học tập của học sinh Qua điều tra bằng phiếu thăm dò, tham khảo các sổ điểm, các bài kiểm tra chất lượng của học sinh, trao đổi trực tiếp với giáo viên, học sinh và dự giờ chúng tôi thu được những kết quả sau: Chất lượng học tập của tất cả các môn của học sinh miền núi thấp (15% khá giỏi, 50% trung bình còn lại yếu kém). Trong đó các môn khoa học tự nhiên và ngoại ngữ rất thấp, đa số học sinh sợ và ngại học những môn này, đặc biệt là môn vật lý. - Chất lượng học tập của môn vật lý của học sinh miền núi rất thấp (10% khá giỏi, 40% trung bình, còn lại là yếu kém). - Đa số học sinh ( 65%) cho rằng vật lý là môn học trừu tượng, khó hiểu, phải học là do bắt buộc nên không hứng thú học tập. - Tìm hiểu về mức độ tích cực, tự lực trong giờ học của học sinh thì có khoảng 20% học sinh chú ý nghe giảng, suy nghĩ, tích cực phát biểu, xây dựng bài, 65% chủ yếu chỉ nghe giảng và không phát biểu, 15% không chú ý nghe giảng. - Đa số học sinh (80%) học sinh chỉ học thuộc lòng những gì giáo viên cho ghi trong vở và những định nghĩa ở sách giáo khoa, chỉ khoảng 10% học sinh tự giác làm bài tập sách giáo khoa, sách bài tập và sách tham khảo, 60% học sinh chỉ làm những bài tập dễ ở sách giáo khoa, 30% học sinh hầu như không làm bài tập ở nhà. Thời gian tự học môn vật lý ở nhà rất ít thường chỉ từ 2 đến 3 giờ trong tuần. - Số học sinh tự lực giải được bài tập rất ít (10%) còn lại cần sự giúp đỡ của giáo viên, thậm chí có học sinh không giải được mặc dù có sự giúp đỡ của giáo viên (10%). Tìm hiểu về những khó khăn của học sinh khi giải bài tập cho thấy: 30% không hiểu và tóm tắt được đầu bài, 50% không nhớ lý thuyết, 60% - 34 - không biết vận dụng lý thuyết vào giải bài tập, 30% gặp khó khăn trong tính toán. 1.5.3.3. Tình hình giảng dạy của giáo viên Qua điều tra khảo sát của chúng tôi ở các trường THPT Định Hoá, Nguyễn Huệ và trường THPT Phú Lương của tỉnh Thái Nguyên cho thấy số giáo viên thường xuyên sử dụng phương pháp dạy học theo hướng tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh so với số giáo viên thường xuyên sử dụng các phương pháp dạy học khác được thống kê theo bảng sau: (Số giáo viên trong bảng trả lời phiếu điều tra) Phương pháp dạy học thường dùng Trường Tổng số giáo viên Vật lý Thuyết trình Diễn giải Đàm thoại GQVĐ Kết hợp các phương pháp Định Hoá 12 100% 3 25% 3 25% 2 16,67% 3 25% 1 8,33% Nguyễn Huệ 8 100% 3 37,5% 2 25% 1 12,5% 2 25% 0 0% Phú Lương 15 100% 3 20%% 3 20% 3 20% 5 33,33% 1 6,67% Qua số liệu trên, chúng tôi nhận thấy đa số giáo viên chỉ sử dụng phương pháp dạy học truyền thống như thuyết trình, diễn giải... đôi khi trong giờ học có sử dụng các câu hỏi gợi mở nêu vấn đề cho học sinh một cách rời rạc chưa thành hệ thống. Một số ít giáo viên đôi khi có sử dụng phương pháp GQVĐ. Qua trao đổi trực tiếp với giáo viên dạy theo phương pháp này cho thấy các giáo viên thường trình bày ở mức độ 1 "Trình bày có tính chất vấn đề". - 35 - Các thí nghiệm Vật lý để tạo tình huống có vấn đề trong dạy học hầu như không được sử dụng. Hệ thống câu hỏi thiếu gợi mở do vậy chưa tạo được sự yêu thích, hứng thú học tập vật lý cho học sinh. 1.5.4. Phân tích những hạn chế, khó khăn, tìm nguyên nhân, hướng khắc phục + Những kết quả điều tra ở trên cho thấy học sinh miền các trường THPT chưa xác định được động cơ, mục đích học tập, không hứng thú với môn vật lý, chưa có phương pháp học tập hiệu quả, thời gian dành cho môn vật lý còn ít, khă năng nhận thức tích cực, tự lực kém, chất lượng học tập thấp. Qua tìm hiểu chúng tôi thấy có nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng trên trong đó có cả nguyên nhân khách quan, cả nguyên nhân chủ quan. * Nguyên nhân khách quan: - Do điều kiện kinh tế xã hội: Đa phần học sinh THPT xuất thân từ giai đình nông dân thu nhập thấp, kinh tế không ổn định, các em vừa học vừa phải giúp đỡ gia đình nhiều công việc do đó điều kiện và thời gian đầu tư cho học tập bị hạn chế. - Đội ngũ giáo viên ở các trường THPT vừa thiếu vừa yếu, đa số là những giáo viên ở thành phố nên công tác, do đó việc đổi mới phương pháp dạy học để phát huy được tiềm năng của học sinh là rất khó. *Nguyên nhân chủ quan: - Do điều kiện địa hình khó khăn, kinh tế văn hoá xã hội chưa phát triển, các em ít được tiếp xúc với phương tiện hiện đại, ít được giao lưu với các hoạt động xã hội, nên vốn ngôn ngữ của học sinh nghèo nàn, kỹ năng đọc, nói, viết còn yếu, chưa chính xác. + Các yếu tố ảnh hưởng đến việc giải dạy của giáo viên các trường THPT: - 36 - - Trình độ kiến thức chuyên môn ít được tích luỹ thêm, kiến thức về phương pháp và đổi mới phương pháp còn bất cập, không theo kịp với xu thế phát triển chung. Nguyên nhân là: 1) Thời gian dành cho bồi dưỡng thường xuyên chưa hợp lý, còn quá ít so với yêu cầu nội dung cần lĩnh hội. 2) Trong quá trình công tác giáo viên thường phải làm thêm giờ, kiêm nhiệm các công việc khác như: Quản lý,trực phòng thí nghiệm, thư viện, đoàn đội… 3) Điều kiện kinh tế xã hội kém phát triển kéo theo đời sống của giáo viên còn rất nhiều khó khăn, ngoài giờ lên lớp hầu hết giáo viên phải tăng gia sản xuất để cải thiện đời sống gia đình. 4) Qúa trình dạy học theo cách cũ lâu ngày, áp lực công việc nhiều gây nên tư tưởng ngại đổi mới, cộng với trình độ xuất phát của cả giáo viên và học sinh đều thấp. Kết luận chương 1 Trong chương 1 chúng tôi đã tập trung nghiên cứu những vấn đề về quan điểm hiện đại về dạy học, phương pháp dạy học và việc tổ chức cho học sinh hoạt động nhận thức. Kết quả nghiên cứu cho thấy, dạy học là hoạt động cơ bản của việc giáo dục - đào tạo trong các nhà trường.Trong dạy học,thầy giữ vai trò quan trọng , thầy không phải chỉ là người truyền đạt kiến thức mà phải là người cố vấn, tổ chức, hướng dẫn học sinh để trở thành chủ thể hoạt động. Thầy là người khởi xướng và tổ chức quan hệ "thầy - trò; trò - trò", tổ chức cho người học hợp tác và học hỏi lẫn nhau trên cơ sở phát huy tính tích cực, tự lực chủ động tham gia hoạt động của tập thể người học. Học sinh là chủ thể của quá trình học tập, chỉ thực sự đạt kết quả cao nếu học sinh là người có ý thức chủ động tích cực và sáng tạo. - 37 - Căn cứ vào nội dung kiến thức trong SGK, điều kiện thiết bị, thời gian học tập và khả năng học tập của HS, GV cân nhắc và lựa chọn nội dung để tổ chức cho HS tích cực hoạt động nhận thức. Trong dạy học, phương pháp dạy học được quy định bởi nội dung, mục tiêu và nhiệm vụ dạy học và mỗi phương pháp dạy học đều có những ưu và nhược điểm. Giáo viên phải biết lựa chọn và phối hợp linh hoạt các phương pháp dạy học để đạt hiệu quả cao nhất của giờ học. Xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập trong giờ học là hoạt động quan trọng của tiến trình hoạt động dạy học. Kết quả điều tra thực trạng dạy học ở một số trường THPT ở tỉnh Thái Nguyên cho thấy giáo viên và học sinh của các trường vùng núi thường gặp nhiều khó khăn trong dạy và học. Học sinh ít tự giác và thiếu thời gian, phương tiện học tập. Đa số giáo viên chỉ sử dụng phương pháp dạy học truyền thống như thuyết trình, diễn giải... chỉ đôi khi có sử dụng các câu hỏi gợi mở nêu vấn đề cho học sinh trong giờ học. - 38 - Chương 2: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG TÌNH HUỐNG HỌC TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI QUYẾT TÌNH HUỐNG HỌC TẬP KHI DẠY HỌC VỀ CHƯƠNG "CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG.SỰ CHUYỂN THỂ" 2.1. Xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập trong giờ học vật lí 2.1.1. Những đặc trưng cơ bản của xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập trong giờ học vật lí 2.1.1.1. Đặc trưng thứ nhất Đặc trưng cơ bản của xây dựng tình huống học tập và giải quyết tình huống học tập là "tình huống có vấn đề”, "tình huống gợi vấn đề", "tình huống học tập". Trong quá trình nghiên cứu xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập, nội dung cơ bản là ta phải tạo ra được tình huống có vấn đề, gợi cho học sinh thấy cần thiết, có nhu cầu cần giải quyết và có niềm tin ở khả năng có thể giải quyết được. Như vậy tình huống gợi vấn đề thoả mãn các điều kiện sau: - Tồn tại vấn đề. - Gợi nhu cầu nhận thức, trong tình huống đó học sinh thấy cần thiết có nhu cầu cần giải quyết, thúc đẩy hứng thú, mong muốn giải quyết vấn đề. - Gây niềm tin ở khả năng của học sinh có thể giải quyết được vấn đề đó, qua quá trình tiếp tục tìm tòi, suy nghĩ, sáng tạo nhờ vốn kiến thức, kĩ năng, họ có thể giải quyết được dưới sự tổ chức, hướng dẫn giúp đỡ của giáo viên. Tổ chức tình huống học tập là tạo ra hoàn cảnh để học sinh tự ý 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. Các tình huống - 39 - học tập cần được sắp 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, từ biết không đầy đủ đến biết đầy đủ và nâng cao dần năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. 2.1.1.2. Đặc trưng thứ hai Đặc trưng thứ hai của việc xây dựng tình huống học tập và giải quyết tình huống học tập là chia quá trình thành những giai đoạn, những bước có tính mục đích chuyên biệt. Có nhiều ý kiến, quan điểm ủng hộ và thống nhất gồm bốn giai đoạn và mười bước. * Giai đoạn 1: Giai đoạn định hướng (gồm 2 bước) - Bước 1: Giáo viên nêu vấn đề cần nghiên cứu, hoặc người học tự nêu vấn đề cần nghiên cứu. Qua đó, người học ý thức được mâu thuẫn nhận thức và có nhu cầu giải quyết mâu thuẫn đó. - Bước 2: Người học phát biểu vấn đề, ở bước này người học nêu lên những mâu thuẫn cần giải quyết mà bản thân họ ý thức được, qua đó họ định hướng được các hoạt động tìm kiếm, Nghiên cứu của bản thân dưới sự hướng dẫn, tổ chức của giáo viên. * Giai đoạn 2 : Lập kế hoạch giải quyết vấn đề (gồm 2 bước) - Bước 3: Người học huy động vốn kiến thức, kinh nghiệm mà bản thân đã tích luỹ được, từ đó họ lựa chọn, sử dụng những cái cần thiết có liên quan giải quyết vấn đề đặt ra. - Bước 4: Người học tự nêu lên các giả thuyết. - Bước 5: Người học tự lập kế hoạch thực hiện. * Giai đoạn 3: Thực hiện kế hoạch (gồm 2 bước) - Bước 6: Dưới sự tổ chức, theo dõi, uốn nắn của giáo viên người học tự lực thực hiện kế hoạch nghiên cứu, giải quyết vấn đề. - 40 - - Bước 7: Người học tự lực đánh giá việc thực hiện kế hoạch, nếu kết quả nghiên cứu phù hợp với giả thuyết thì chuyển sang giai đoạn kết luận, đánh giá kết quả. Nếu kết quả không phù hợp - Nghiên cứu lại giả thuyết. * Giai đoạn 4: Kiểm tra, tổng kết (gồm 3 bước) - Bước 8: Người học phát biểu ý kiến, kết luận, chuyển sang thử nghiệm. - Bước 9: Người học kiểm tra thử nghiệm kết quả nghiên cứu. - Bước 10: Người học tổng kết đánh giá kết quả. Khái quát những tri thức mới, kỹ năng, kỹ xảo mới, những hành động trí tuệ mới. Tuy nhiên việc phân ra các bước là hoàn toàn tương đối, ta có thể cắt bỏ hoặc làm tắt các bước trên cơ sở nội dung, vấn đề cụ thể, mức độ cụ thể. Nhận xét: Qua sơ đồ trên ta thấy trong các giai đoạn, các bước của phương pháp giải quyết vấn đề. Người học phải tự tìm tòi các biện pháp giải quyết vấn đề đã đặt ra và có thể tự đánh giá kết quả của mình, còn giáo viên giữ vai trò hướng dẫn, gợi mở, định hướng cho học sinh giải quyết vấn đề. - 41 - Hình 1.2. Sơ đồ các bước của phương pháp giải quyết vấn đề Xác nhận giả thuyết II-Giai đoạn lập kế hoạch I.Giai đoạn định hướng 2. Phát biểu vấn đề 1. Nêu vấn đề, phát hiện vấn đề, đưa sinh viên vào tình huống có vấn đề cần giải quyết. 4. Nêu các giả thuyết 3. Huy động vốn kinh nghiệm, các tri thức để chuẩn bị giải quyết vấn đề. 5. Lập kế hoạch giải quyết vấn đề III-Giai đoạn thực hiện kế hoạch 7. Đánh giá việc thực hiện kế hoạch 6. Thực hiện kế hoạch nghiên cứu giải quyết vấn đề 8. Phát biểu - kết luận Phủ nhận giả thuyết IV- Giai đoạn kiểm tra tổng kết Đề xuất vấn đề mới 9. Thử nghiệm ứng dụng 10. Tổng kết, đánh giá kết quả, thu nhận kiến thức mới - 42 - 2.1.1.3. Đặc trưng thứ ba Nghiên cứu xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập có những cách tổ chức đa dạng, phong phú, lôi cuốn người học tham gia cùng tập thể thảo luận dưới sự hướng dẫn, gợi mở của giáo viên bằng các hình thức chung như: - Thảo luận chung ở lớp. - Làm việc theo nhóm nhỏ. - Làm tiểu luận, làm bài tập nghiên cứu. - Thực tế, thực nghiệm. - Trình bày ý kiến - báo cáo. Đặc trưng độc đáo của nghiên cứu xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập là người học tiếp thu tri thức trong hoạt động tư duy, sáng tạo. - 43 - 2.1.1.4. Các pha tiến hành nghiên cứu xây dựng tình huống học tập và giải quyết tình huống học tập Hình 1.3b. Sơ đồ các pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề Hình 1.3a. Sơ đồ tiến trình xây dựng, bảo vệ tri thức mới trong nghiên cứu khoa học. . Hình 1.3. Sơ đồ các pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề phỏng theo nghiên cứu xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập. Trên cơ sở phân tích quá trình hình thành hệ thống các tri thức vật lý, có kể đến vai trò của tương tác xã hội trong quá trình xây dựng tri thức, tác (6) Vận dụng tri thức mới để giải quyết nhiệm vụ đặt ra tiếp theo. Pha thứ nhất Chuyển giao nhiệm vụ, bất ổn hoá tri thức, phát biểu vấn đề. Pha thứ hai Học sinh hành động độc lập, tự chủ trao đổi tìm tòi, giải quyết vấn đề. Pha thứ ba Tranh luận, thể chế hoá, vận dụng tri thức mới (1) Tình huống có tiềm ẩn vấn đề. (2) Phát biểu vấn đề bài toán. (3) Giải quyết vấn đề: suy đoán, thực nghiệm giải pháp. (4) Kiểm tra, xác nhận kết quả: xem xét sự phù hợp của lý thuyết và thực nghiệm. (5) Trình bày, thông báo, thảo luận bảo vệ kết quả. - 44 - giả Phạm Hữu Tòng đã chỉ ra tiến trình xây dựng và bảo vệ tri thức khoa học xét về mặt toàn bộ (tiến trình hoạt động giải quyết vấn đề khi xây dựng, vận dụng một tri thức vật lý cụ thể). Đề suất vấn đề - suy đoán giải pháp và khảo sát lý thuyết và/hoặc thực nghiệm - kiểm tra, vận dụng kết quả. Tiến trình được thể hiện bằng sơ đồ hình… Để phát huy đầy đủ vai trò của học sinh, sự tự chủ hoạt động xây dựng kiến thức, vai trò của giáo viên trong tổ chức tình huống học tập và hướng dẫn học sinh tìm tòi xây dựng tri thức, cũng như phát huy vai trò của tương tác xã hội (của tập thể học sinh) đối với quá trình nhận thức của mỗi cá nhân học sinh, đồng thời cho học sinh tập quen với quá trình xây dựng và bảo vệ cái mới trong nghiên cứu khoa học, có thể thức hiện tiến trình dạy học theo các pha phỏng theo tiến trình nghiên cứu tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập. Tiến trình dạy học này gồm ba pha (hình 1.3b), sự phỏng theo được thể hiện ở hình 1.3. [ ]25 . 2.1.2. Tiến trình khoa học xây dựng tình huống học tập 2.1.2.1. Tiến trình khoa học xây dựng tình huống trong quá trình dạy học Nếu việc dạy học đặt ra mục tiêu vừa giúp học sinh nắm vững kiến thức, kỹ năng cơ bản về vật lý, vừa đảm bảo phát triển trí tuệ và năng lực sáng tạo của học sinh thì quá trình dạy học phải tổ chức, định hướng các hoạt động học của học sinh sao cho phù hợp với những đòi hỏi của tiến trình khoa học nghiên cứu xây dựng tri thức và phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh. Tiến trình khoa học nghiên cứu xây dựng kiến thức cụ thể có thể hiểu là tiến trình khoa học giải quyết vấn đề xây dựng một kiến thức cụ thể. - 45 - Hình 1.4: Sơ đồ tiến trình khoa học nghiên cứu xây dựng kiến thức. Như vậy thiết lập tiến trình khoa học nghiên cứu xây dựng một kiến thức cụ thể chính là việc phỏng theo tiến trình khoa học giải quyết vấn đề xây dựng tri thức cụ thể sao cho phù hợp với logic của tiến trình nhận thức khoa học và phù hợp với trình độ của học sinh. Các tiến tình có thể được sơ đồ hoá. Trong tiến trình này phải bao gồm việc phát hiện vấn đề, giải quyết vấn đề đề xuất kết luận cần tìm (kiến thức mới), đồng thời triển khai xem xét khả năng chấp nhận của kết quả tìm được trên cơ sở vận dụng kiến thức mới vào những hoàn cảnh, điều kiện mới, xem xét phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm. Hình 1.4 là diễn đạt về tiến trình nghiên cứu xây dựng một kiến thức cụ thể. Tình huống có tiềm ẩn vấn đề. Vấn đề. Điều kiện làm cơ sở cho việc tìm kiếm, chứng minh lời giải. Kết luận, nhận định. Kết quả suy luận (giải thích/ tiên đoán hiện tượng) Kết quả quan sát, thí nghiệm. - 46 - Sơ đồ tiến trình khoa học nghiên cứu xây dựng kiến thức được chú giải như sau: Tiến trình được diễn ra ở các hoạt động, nội dung dạy học sau: Phát hiện vấn đề: Từ tình huống có tiềm ẩn vấn đề, giáo viên chuyển giao nhiệm vụ, học sinh quan tâm đến nhiệm vụ, sẵn sàng nhận và tự nguyện thực hiện nhiệm vụ, mâu thuẫn nhận thức xuất hiện, vấn đề được phát hiện, được phát biểu. Giải quyết vấn đề: Sau khi vấn đề được phát biểu diễn đạt, giáo viên định hướng hoạt động nhận thức phù hợp với tiến trình nhận thức, học sinh hoạt động độc lập, tự chủ, trao đổi, tìm tòi giải pháp và thực hiện giải quyết vấn đề, đề xuất kết luận, nhận định. Vận dụng, kiểm tra: Tiếp theo, học sinh dùng kiến thức mới (kết luận, nhận định) thể chế hoá, vận dụng, kiểm tra (giải thích, tiên đoán, đối chứng). Trong quá trình phát hiện, giải quyết vấn đề, vận dụng kiểm tra học sinh được trao đổi, tranh luận tìm tòi, bảo vệ kiến thức cần xây dựng. 2.1.2.2. Thiết lập sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức Để có thể thiết kế hoạt động dạy học kiến thức cụ thể đạt hiệu quả cao, người giáo viên phải trả lời các câu hỏi sau [ ]25 : Cần cho học sinh lĩnh hội kiến thức, kỹ năng gì? Con đường dẫn tới sự chiếm lĩnh kiến thức, ký năng đó là như thế nào? Phải chỉ đạo hoạt động gì cho học sinh và chỉ đạo như thế nào để đảm bảo cho học sinh chiếm lĩnh được kiến thức, kỹ năng đó một cách sâu sắc, vững chắc, đồng thời đạt hiệu quả giáo dục? Kết quả sau khi học mà học sinh cần thể hiện ra được là gì? Như vậy, giáo viên phải hiểu sâu sắc về nội dung kiến thức và tiến trình hoạt động nhận thức cụ thể để xây dựng được nội dung kiến thức đó, đồng thời thể hiện ra bằng việc lập sơ đồ tiến trình khoa học nghiên cứu xây dựng kiến thức. Để lập được tiến trình khoa học xây dựng kiến thức (một tiến trình phù hợp với tiến trình nhận thức khoa học, phù hợp với tiến trình phát hiện và giải - 47 - quyết vấn đề, phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh…) giáo viên phải tìm hiểu sâu sắc về kiên thức cần dạy và thực hiện theo các bước sau: Bước 1: Nghiên cứu chương trình, nội dung tài liệu giáo khoa về kiến thức cần xây dựng. Bước 2: Xác định những nội dung chính của tiến trình khoa học xây dựng kiến thức, bằng việc trả lời các câu hỏi sau: 1) Kiến thức cần xây dựng là điều gì, được diễn dạt như thế nào (kết luận, nhận định)? 2) Kiến thức đó là câu trả lời rút ra được từ việc giải bài toán cụ thể nào (điều kiện làm cơ sở cho việc tìm kiếm, chứng minh lời giải)? 3) Kiến thức đó trả lời cho câu hỏi vấn đề trong tình huống nào? 4) Kiến thức đó được vận dụng, kiểm tra bằng những điều kiện nào? Bước 3: Lập sơ đồ (biểu đạt logic) của tiến trình khoa học nghiên cứu xây dựng kiến thức, được lập theo tuần tự sau: 3, 2, 1, 4, Có thể giải trình như sau: Tình huống có tiềm ẩn vấn đề Vấn đề: Câu hỏi định hướng nội dung kiến thức Giải pháp xác lập kiến thức (giải bài toán nào) Kiến thức Vận dụng, kiểm tra (hợp thức hoá kiến thức). 2.2. Đặc điểm chương 2.2.1. Kiến thức chương " Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể" - Theo phân phối chương trình của Bộ giáo dục và đào tạo (thực hiện năm 2008 - 2009), trong chương này gồm 12 tiết trong đó : 08 tiết lý thuyết, 02 tiết bài tập và 02 tiết thực hành. Cụ thể gồm các bài sau: + Chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình. + Biến dạng cơ của vật rắn. - 48 - + Sự nở vì nhiệt của vật rắn. + Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng. + Sự chuyển thể của các chất. + Độ ẩm của không khí. 2.2.2. Phân tích nội dung kiến thức chương " Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể" - Hệ thống kiến thức chương "Dòng điện trong các môi trường chuyển thể" được trình bày sau khi học sinh đã nghiên cứu các kiến thức cơ bản về cấu tạo chất. So với sách giáo khoa cũ, các kiến thức này được tập trung vào một chương, được xét theo quan điểm thống nhất. Đi sâu vào giải thích các hiện tượng với kiến thức nền tảng là ... Nhờ đó giúp việc hệ thống hoá và so sánh một cách rõ ràng các hiện tượng. - Khi dạy - học về đề tài này học sinh làm quen với nhiều dạng khác nhau của các chất rắn và các hiện tượng khác nhau. Trong bài "Chất rắn kết tinh và Chất rắn vô định hình"; ta phải phân biệt được thế nào là chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình dựa vào tính chất vĩ mô và cấu trúc vi mô của chúng. Phân biệt được chất đa tinh thể và chất đơn tinh thể dựa vào tính dị hướng và đẳng hướng. Trong bài biến dạng cơ của vật rắn: nêu được nguyên nhân rây ra biến dạng cơ của vật rắn và phân biệt được hai loại biến dạng (Biến dạng đàn hồi và biến dạng không đàn hồi (biến dạng dẻo)) dựa trên tính chất giữ nguyên hình dạng và kích thước của chúng để từ đó phân biệt được các kiểu biến dạng kéo và nén của vật rắn dựa trên đặc điểm (điểm đặt, phương, chiều) tác dụng của ngoại lực gây nên biến dạng và phát biểu được nội dung, viết được biểu thức của định luật Húc. ở bài sự nở vì nhiệt của vật rắn: phát biểu và viết được công thức nở dài của vật rắn, viết được công thức xác định quy luật phụ thuộc nhiệt độ của độ dài và thể tích của vật rắn. Đồng thời nêu được ý nghĩa vật lý và đơn vị đo của hệ số nở dài và hệ số nở khối. - 49 - Còn với bài các hiện tựơng bề mặt của chất lỏng: mô tả được thí nghiệm về hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng. Nói rõ được phương, chiều và độ lớn của lực căng về mặt và nêu được ý nghĩa, đơn vị đo của hệ số căng bề mặt và mô tả được thí nghiệm về hiện tượng dính ướt và hiện tượng không dính ướt của chất lỏng. Sơ bộ giải thích được sự tạo thành mặt khung của bề mặt chất lỏng ở sát thành bình chứa nó trong hai trường hợp: Dính ướt và không dính ướt. Giúp học sinh phân biệt rõ các hiện tượng hơi khô và hơi bão hoà. Giải thích được nguyên nhân của trạng thái hơi bão hoà dựa trên quá trình cân bằng động giữa bay hơi và ngưng tụ. Phân biệt được bản chất của sự bay hơi và sự sôi. Đối với chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình: Cho học sinh quan sát các tranh ảnh và các mô hình của vài loại đơn tinh thể như muối ăn, kim cương, than chì tiếp đó cho học sinh biết về cấu trúc tinh thể của chất rắn. Đặc điểm của cấu trúc tinh thể là các hạt (Nguyên tử, phân tử, iôn) cấu tạo nên chất rắn được xắp xếp theo một trật tự xác định tuần hoàn trong không gian. Tính chất tuần hoàn trong không gian của tinh thể được biểu diễn bằng mạng tinh thể. Ví dụ mạng tinh thể muối ăn NACL gồm các ô mạng cơ sở có dạng hình lập phương, trong đó khoảng cách giữa các ion Na+ hoặc giữa các ion Cl- là a = 0,563 nm. Như vậy khi chọn vị trí cân bằng của các ion Na+ làm các nút mạng của tinh thể muối ăn thì vị trí cân bằng của các ion Cl- không trùng với các nút của mạng tinh thể này. So sánh chất rắn vô định hình với chất rắn kết tinh về cấu trúc vi mô: mọi chất rắn kết tinh đều có cấu trúc tinh thể; về tính chất vĩ mô: mọi chất rắn kết tinh đều nóng chảy (hoặc đông đặc) ở nhiệt độ xác định. Còn đối với chất rắn đơn tinh thể và chất rắn đa tinh thể, cách xắp xếp của các tinh thể theo trật tự nhất định hoặc hỗn độn. Một số tính chất vĩ mô: có tính dị hướng hoặc có tính đẳng hướng. - 50 - Đặc biệt ta phải nhấn mạnh với học sinh về cấu trúc tinh thể là yếu tố có ảnh hưởng quyết định đối với tính chất của các chất rắn. riêng các chất rắn kết tinh mới có nhiệt độ nóng chảy xác định. Hơn nữa những chất rắn kết tinh cấu tạo bởi cùng loại hạt (nguyên tử, phân tử, ion) nhưng có cấu trúc tinh thể không giống nhau thì tính chất của chúng cũng rất khác nhau (kim cương và than chì chẳng hạn). Mặt khác kích thước to nhỏ của các tinh thể và những khuyết tật, tức là những sai hỏng trong mạng tinh thể (do mạng tinh thể bị biến dạng, do một số nút mạng bị chiếm bởi các tạp chất hoặc bị bỏ trống .... ) cũng là những yếu tố ảnh hưởng mạnh đến các chất của chất rắn. Đặc biệt cách sắp xếp các tinh thể theo một trật tự xác định trong chất rắn đơn tinh thể đã tạo ra tính chất dị hướng. Tính chất này giúp ta phân biệt chất rắn đơn tinh thể với chất rắn đa tinh thể. Các chất rắn được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất và đời sống cũng như trong nhiều ngành khoa học và công nghệ khác nhau do chúng có nhiều đặc tính quý báu: Kim cương rất cứng, các chất bán dẫn đơn tinh thể có tính dị hướng, kim loại và hợp kim có độ bền cơ học cao. Thuỷ tinh và Pôlime chịu được tác dụng của axít và nước biển . Đối với biến dạng cơ của vật rắn: chỉ cần thông qua những thí nghiệm đơn giản với một lá thép, một thanh tre, một sợi dây cao xu ... để minh hoạ được cả ba giai đoạn của biến dạng cơ. VD: Với sợi dây cao xu nhỏ (dùng buộc hàng) có độ dài ban đầu khoảng 5:6cm và bị kéo dãn bởi trọng lực của các quả nặng treo ở đầu dưới của dây ta thấy: + Sợi dây sẽ bị biến dạng đàn hồi khi treo vào nó các quả nặng từ 50g đến 300g. + Sợi dây sẽ bị biến dạng không đàn hồi (hay biến dạng dẻo) khi treo vào nó các quả nặng trên 300g. - 51 - + Sợi dây sẽ bị đứt khi treo vào nó các quả nặng trên 1000g. Bài này ta không đi giải thích cơ chế vi mô của các kiểu biến dạng cơ mà phải so sánh để thấy rõ đặc điểm (điểm đặt, phương, chiều) tác dụng của ngoại lực gây nên mỗi kiểu biến dạng. Về mặt định lượng nêu lên định luật Húc về biến dạng đàn hồi, kéo hoặc nén của vật rắn. Cần nhấn mạnh cho học sinh thấy rõ độ cứng K của vật rắn không chỉ phụ thuộc tính chất của vật rắn (đặc trưng bởi xuất đàn hồi E) mà còn phụ thuộc tiết diện S và độ dài ban đầu Lo của vật rắn vì LD = lol - nên khi 0l lD = 1 tức là l = 2lo thì E = d . Như vậy xuất đàn hồi có độ cứng bằng ứng xuất gây ra biến dạng kéo hoặc nén làm cho độ dài của vật rắn tăng gấp đôi (hoặc giảm một nửa) so với độ dài ban đầu của nó. Hiện tượng căng bề mặt: là hiện tượng các phân tử ở bề mặt của chất lỏng luôn có xu hướng bị kéo vào trong chất lỏng. Muốn duy trì diện tích bề mặt không đổi, cần phải thực hiện công để kéo dài các phần tử trong khối chất lỏng lên bề mặt của khối chất lỏng. Công này làm tăng thế năng của các phần tử tổng thế năng tăng thêm khi các phân tử tạo thành lớp bề mặt của chất lỏng gọi là năng lượng bề mặt. Muốn làm diện tích bề mặt của khối chất lỏng tăng càng nhiều thì năng lượng bề mặt phải càng lớn. Nói cách khác thì năng lượng bề mặt tỉ lệ với độ tặng diện tích bề mặt của chất lỏng. Bề mặt của chất lỏng sẽ ở trạng thái cân bằng bền khi năng lượng bề mặt có giá trị cực tiểu do đó khối chất lỏng luôn có xu hướng co lại tới diện tích nhỏ nhất ứng với giá trị cực tiểu của năng lượng bề mặt. Như vậy, nguyên nhân gáy nên lực căng brrg mặt là do những lực hút giữa các phân tử nằm trên bề mặt chất lỏng tăng lên khi có một số phân tử ở bề mặt bị hút vào trong chất lỏng, làm tăng khoảng cách giữa các phân tử trên bề mặt của nó. - 52 - Với hiện tượng dính ướt và không dính ướt: tại đường giới hạn bề mặt chất lỏng có sự tiếp xúc giữa chất lỏng với chất rắn của thành bình và chất khí ở phía trên mặt thoáng. Nhưng vì chất khí có mật độ phân tử rất nhỏ so với chất rắn và chất lỏng nên để đơn giản khi giải thích cơ chế của hiện tượng dính ướt và không dính ướt, người ta chỉ chú ý đến lực tương tác giữa các phân tử chất rắn của thành bình với các phân tử chất lỏng và lực tương tác giữa các phân tử chất lỏng, bỏ qua lực tương tác giữa các phân tử chất khí với các phân tử chất lỏng. Cần phân biệt rõ sự bay hơi với sự sôi: Sự bay hơi là sự chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) sảy ra trên bề mặt của chất lỏng ở nhiệt độ bất kỳ, còn sự sôi là sự chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) sảy ra cả trên bề mặt và cả bên trong chất lỏng ở nhiệt độ xác định không đổi. Giải thích rõ nguyên nhân của sự bay hơi theo cơ chế vi mô dựa trên chuyển động nhiệt của các phân tử chất lỏng và chất khí ở trạng thái cân bằng động để giúp học sinh nhận thức sâu sắc hơn về bản chất của các hiện tượng tự nhiên. Trên cơ sở đó học sinh dễ dàng phân biệt được trạng thái hơi khô với trạng thái hơi bão hoà, hơn nữa có thể suy đoán về những yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ bay hơi của chất lỏng, ảnh hưởng đến áp xuất hơi bão hoà và thời gian sôi của chất lỏng. Hơi bão hoà cũng gây ra áp xuất trên thành bình (giống như chất khí). áp xuất này phụ thuộc vào số các phân tử khí có trong một đơn vị thể tích của bình chuyển động tới va chạm vào thành bình và phụ thuộc cường độ chuyển động nhiệt của các phân tử khí. Do đó áp xuất Po của hơi bão hoà phụ thuộc vào mật độ No của phân tử khí và phụ thuộc vào nhiệt độ T của khối khí theo công thức gần đúng: Po = kno T, với k là một hằng số.Rõ ràng áp suất hơi bão hoà Po không phụ thuộc thể tích chứa hơi này. Thực vậy, giả sử nếu giảm thể tích chứa hơi thì áp xuất của hơi sẽ tăng lên, làm tăng tốc độ ngưng tụ của các phân tử hơi và làm giảm tốc độ bay hơi của các phân tử chất lỏng. Kết quả là - 53 - trạng thái cân bằng động giữa bay hơi và ngưng tụ trước khi giảm thể tích lại được tái lập và áp xuất hơi bão hoà giữ nguyên độ lớn của nó. ngoài ra có thể nói thêm cho học sinh biết các cách làm biến đổi hơi khô thành hơi bão hoà và ngược lại. Muốn biến hơi khô thành hơi bão hoà ta phải làm tăng tốc độ ngưng tụ và giảm tốc độ bay hơi để một phần hơi chuyển thành chất lỏng bằng cách tăng áp suất hoặc giảm nhiệt độ Ta biết một phần hai phân tử là bề mặt của trái đất bị nước bao phủ, lượng nước này không ngừng bay hơi tạo thành một lớp hơi nước trong khí quyển dày từ 10 đến 17km . Hơi nước tạo thành mây, mưa, tuyết, sương mù và ảnh hưởng rất nhiều đến khí hậu của trái đất, đến đời sống của con người , của động vật và thực vật. Hơi nước trong không khí làm gỉ sét.. làm mốc các dụng cụ quang học, làm hỏng các linh kiện điện và điện tử .... đo đó làm giảm đáng kể tuổi thọ của các dụng cụ và máy móc cơ khí, quang học, điện và điện tử. Vì vậy, việc khảo sát độ ẩm của không khí có ý nghĩa rất quan trọng đối với đời sống. Độ ẩm tuyệt đối của không khí cho biết khối lượng hơi nước (tính ra gam) có trong một 1m3 không khí. độ ẩm cực đại cho biết khối lượng hơi nước bão hoà (tính ra gam) có trong 1m3 không khí. Rõ ràng độ ẩm tuyệt đối không cho biết trạng thái của hơi nước trong không khí có gần trạng thái bão hoà hay không, tức là không cho biết khối lượng hơi nước trong không khí còn có thể tăng thêm được nữa hay không? muốn trả lời điều này ta cần phải so sánh độ ẩm tuyệt đối với độ ẩm cực đại của hơi nước trong không khí ở cùng một nhiệt độ bằng cách lập tỉ số giữa chúng và hình thành khái niệm độ ẩm tỉ đối của không khí để mô tả mức độ ẩm của không khí ở nhiệt độ tương ứng. Độ ẩm tỉ đối càng lớn, hơi nước trong không khí càng gần trạng thái bão hoà của nó và nước càng khó tiếp tục bay hơi thêm vào trong không khí. Do đó việc dự báo thời tiết đòi hỏi phải xác định đồng thời cả độ ẩm tuyệt đối và - 54 - độ ẩm tỉ đối của không khí. Khi nhiệt độ của không khí tăng lên thì độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm cực đại đều tăng theo, nhưng độ ẩm cực đại tăng nhanh hơn nên độ ẩm tỉ đối sẽ giảm. Vì vậy, độ ẩm tuyệt đối vào buổi trưa thường lớn hơn so với buổi sáng sớm và chiều tối, hoặc độ ẩm tuyệt đối ở miền nhiệt đới thường lớn hơn so với ở miền ôn đới? ngược lại độ ẩm tỷ đối vào buổi trưa thường nhỏ hơn so với buổi sáng sớm và chiều tối, hoặc độ ẩm tỷ đối về mùa đông thường lớn hơn về mùa hè. ở nước ta về mùa mưa độ ẩm tỷ đối thường rất lớn, tính trung bình vào khoảng 85% đến trên 95% tuỳ theo vùng địa lý. Độ ẩm tỷ đối ảnh hưởng rất nhiều đến sức khoẻ con người. Thực vậy, tốc độ bay hơi qua lớp da phụ thuộc độ ẩm tỷ đối của không khí và sự bay hơi này lại có vai trò quyết định đến việc điều hoà thân nhiệt. Về mùa hè ở 300C, ta vẫn cảm thấy dẽ chịu nếu độ ẩm tỷ đối chỉ đạt khoảng 25%, nhưng sẽ cảm thấy oi bức khó chịu nếu độ ẩm tỷ đối vượt quá 80%. Còn về mùa đông ở 180C, ta cảm thấy lạnh nếu độ ẩm tỷ đối chỉ đạt khoảng 25%, nhưng sẽ cảm thấy mát mẻ nếu độ ẩm tỷ đối vượt qúa 60%. Như vậy nội dung kiến thức chương "Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể" trong chương trình SGK - THPT là cũng rất cơ bản và quan trọng, đòi hỏi người giáo viên phải nắm vững kiến thức cơ bản và những kiến thức liên quan. Do vậy việc nghiên cứu để tìm ra cách giảng dạy có một ý nghĩa quan trọng. 2.3. Thiết kế một só tình huống học tập và định hướng hoạt động nhận thức của học sinh vào các bài học 2.3.1. Sơ đồ cấu trúc nội dung chương: "Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể" Để có cơ sở khoa học cho việc tổ chức tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập, cần phải phân tích nội dung kiến thức chương và thiết lập tiến trình xây dựng tri thức. Sau đây chúng tôi trình bày cấu trúc tổng thể các kiến thức cần dạy trong chương: - 55 - Hình 1.5. Sơ đồ cấu trúc nội dung chương "Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể". Độ ẩm của không khí Độ ẩm tuyệt đối ( ) ( )231 km gma hn= Độ ẩm tỉ đối %100. A af = ; %100. BHP Pf » Độ ẩm cực đại A: ( )3/ mgA BHr= Chất rắn kết tinh có cấu trúc tinh thể, có dạng hình học và nhiệt độ nóng chảy xác định, có tính dị hướng hoặc đẳng hướng Chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình Biến dạng cơ của vật rắn Sự nở vì nhiệt của vật rắn Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng Sự chuyển thể của các chất Chất rắn vô định hình không có cấu trúc tinh thể, không có dạng hình học xác định, không có tnhiệt độ nóng chảy, có tình đẳng hướng Định luật Huc về biến dạng đàn hồi (kéo hoặc nén) 0 l l e a d D = = lkFdh D= , với 0l SEk = Sự nở dài: tllll D=-=D 00 a Sự nở khối: tVVVv D=-=D 00 b Ứng dụng Ứng dụng Nhiệt nóng chảy mQ l= (X nhiệt nóng chảy riêng) Nhiệt hoá hơi (L: nhiệt hoá) Sự bay hơi là quá trình chuyển thể từ thể lỏng sang thể khí (hơi) Sự sôi là quá trình chuyển thể từ thể lỏng sang khí Hiện tượng mao dẫn Lực căng bề mặt f ld= Hiện tượng dính ướt và không dính ướt Cách biến hơi khô thành hơi bão hoà và ngược lại - 56 - Các kiến thức trong chương 7 là các kiến thức về chất rắn và chất lỏng, sự chuyển thể của các chất. Trong chương này chúng ta có nhiệm vụ nghiên cứu các tính chất của chất rắn, chất lỏng. 2.3.2. Thiết lập tiến trình xây dựng tri thức một số bài học Để thiết lập sơ đồ tiến trình xây dựng tri thức một số bài học chúng tôi quy ước tóm tắt câu hỏi đề xuất vấn đề, hoạt động trình diễn của giáo viên (để xác lập yếu tố nội dung kiến thức nào đó). Biểu đạt yêu cầu của giáo viên với học sinh (để học sinh tự lực hành động xác lập yếu tố nội dung kiến thức nào đó). Học sinh suy nghĩ và trao đổi, phát biểu ý kiến với nhau, nêu ra khó khăn và nhu cầu về kiến thức cần thiết mà chưa biết. ?. Đề xuất vấn đề. ¸. Hoạt động biểu diễn của giáo viên (để xác lập yếu tố nội dung kiến thức nào đó). ™. Biểu đạt yêu cầu của giáo viên với học sinh (để học sinh tự lực hành động xác lập yếu tố nội dung kiến thức nào đó). s. Học sinh suy nghĩ, trao đổi, phát biểu ý kiến. Dựa trên cơ sở lý luận đã trình bày ở chương 1, qua kinh nghiệm thực tế đã dạy học ở PTTH, do giới hạn của thời gian và của luận văn, chúng tôi đề xuất các tình huống cụ thể sau đây khi xây dựng tri thức mới trong các bài: - Chất rắn kết tinh. Chất rắn vô định hình. - Biến dạng cơ của vật rắn. - Sự nở vì nhiệt của vật rắn. 2.3.2.1. Chất rắn kết tinh. Chất rắn vô định hình + Kiến thức cơ bản. - Phân biệt được chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình dựa vào tính chất vĩ mô và cấu trúc vi mô của chúng. - 57 - - Phân biệt được chất đa tinh thể và chất đơn tình thể dựa vào tính dị hướng và tính đẳng hướng. - Kể ra được những yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của các chất rắn dựa trên cấu trúc tinh thể, kích thước tinh thể và cách sắp xếp các tinh thể. - Kể ra được những ứng dụng của chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình trong sản xuất và đời sống. - Tiến trình xây dựng kiến thức. Từ thí nghiệm đơn giản: Quan sát hạt muối ăn (NaCl), muối hòn, muối nhỏ và mô hình của tinh thể muối ăn, thạch anh, kim cương, nhựa thông, hắc ín. Muối ăn và thạch anh có dạng hình học, nhựa thông và hắc ín có dạng bất kỳ. Giáo viên hướng dẫn học sinh tới câu hỏi: Tại sao muối ăn và thạch anh lại có dạng hình học xác định, nhựa thông và hắc ín có hình dạng bất kỳ? Từ đây đưa ra được định nghĩa cấu trúc tinh thể. Sau khi nắm được đặc tính của chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình thì ta có thể giải thích được tính dị hướng của chất rắn đơn tinh thể và đẳng hướng của chất rắn đa tinh thể. Nêu được ứng dụng của chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình trong thực tế. - 58 - Hình 1.6. Sơ đồ tiến trình nghiên cứu tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập bài "Chất rắn kết tinh. Chất rắn vô định hình". Quan sát: Muối hòn, muối nhỏ và mô hình của tinh thể muối ăn, thạch anh, kim cương, nhựa thông, hắc ín. Em có nhận xét gì về đặc điểm bên ngoài của chúng Muối, thạch anh có dạng hình học Chất rắn kết tinh Có cấu trúc tinh thể, có độ nóng chảy xác định Nhựa thông, hắc ín có dạng bất kỳ Chất rắn vô định hình Không có cấu trúc tinh thể Không có nhiệt độ nóng chảy xác định Chất đơn tinh thể Có tính dị hướng Chất đa tinh thể Có tính đẳng hướng Có tính đẳng hướng - 59 - Bài 34 . CHẤT RẮN KẾT TINH. CHẤT RẮN VÔ ĐỊNH HÌNH I. MỤC TIÊU: 1. Về kiến thức: - Phân biệt được chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình dựa vào tính chất vĩ mô và cấu trúc vi mô của chúng. - Phân biệt được chất đa tinh thể và chất đơn tình thể dựa vào tính dị hướng và tính đẳng hướng. - Kể ra được những yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của các chất rắn dựa trên cấu trúc tinh thể, kích thước tinh thể và cách sắp xếp các tinh thể. - Kể ra được những ứng dụng của chất rắn kết tình và chất rắn vô định hình trong sản xuất và đời sống. 2. Về kĩ năng: - Giải thích được sự khác nhau về tính chất vật lý của các chất rắn khác nhau. II. CHUẨN BỊ: Giáo viên - Tranh ảnh hoặc mô hình tinh thể muối ăn, thạch anh, kim cương, than chì… - Bảng phân loại các chất rắn và so sánh những đặc điểm của chúng trên giấy khổ lớn. Học sinh - Ôn lại kiến thức về cấu tạo chất. - 60 - III.TIẾN TRÌNH DẠY - HỌC : Hoạt động của thầy Hoạt động của trò ¸. Nêu các đặc điểm về: tương tác phân tử, chuyển động nguyên tử, phân tử của thể rắn ! ¸. Có phải tất cả các chất rắn đều có cấu trúc và tính chất giống nhau hay không? Ta có thể phân biệt các chất rắn khác nhau dựa trên những dấu hiệu nào? Ta đi nghiên cứu: I . Chất rắn kết tinh 1. Cấu trúc tinh thể ™. - Cho học sinh quan sát tinh thể muối ăn (Muối hòn, muối nhỏ) và mô hình của tinh thể muối ăn, thạch anh, kim cương, nhựa thông, hắc ín. ?. Nhận xét gì về đặc điểm bên ngoài của chúng? ™. Nếu đập vỡ vụn hạt muối ăn và nhìn vụn muối qua kính lúp, ta có thể s. Ở thể rắn các nguyên tử, phân tử ở gần nhau (k/c giữa các nguyên tử, phân tử chỉ vào cỡ kích thước của chúng). Lực tương tác giữa các nguyên tử, phân tử chất rắn rất mạnh nên giữ được chúng ở những vị trí xác định và làm cho chúng chỉ có thể dao động quanh các vị trí cân bằng xác định. s. Muối ăn và thạch anh có dạng hình học, nhựa thông và hắc ín có hình dạng bất kỳ. - 61 - thấy các vụn muối vẫn có dạng hình học. Nếu đập vỡ vụn cục nhựa thông ta thấy vụn nhựa thông luôn có hình dạng bất kỳ. Như vậy có thể phân chia chất rắn thành chất rắn kết tinh như muối ăn, thạch anh, kim cương… và chất rắn vô định hình như nhựa thông, hắc ín… ?. Tại sao muối ăn và than chì có dạng hình học nhất định? ™. Cho học sinh quan sát hình 34.2 và 34.3b. ?. Các hạt muối ăn và thanh than chì được cấu tạo từ các ion hoặc các nguyên tử như thế nào? ¸. Sự cấu trúc như vậy của muối ăn và than chỉ như vậy gọi là cấu trúc tinh thể. Vậy cấu trúc tình thể là gì? ?. Tổng kết và nêu lại ĐN như SGK. Các em có thể trả lời câu hỏi trên như s. Quan sát s. Muối ăn: Có dạng hình lập phương được cấu trúc bởi các ion Cl- và Na+, mỗi ion luôn dao động nhiệt quanh vị trí cân bằng trùng với mỗi đỉnh của khối lập phương. - Than chì: Cấu tạo từ các nguyên tử C, chúng tạo thành các hình lục giác và liên kết lại như tổ ong, các nguyên tử C dao động quanh vị trí cân bằng.. s. Cấu trúc tinh thể là… s. Muối ăn, than chì có dạng hình - 62 - thế nào? ¸. Chất răn có cấu trúc tinh thể được gọi là chất rắn kết tinh(hay chất rắn tinh thể), chất rắn không có cấu trúc tinh thể được gọi là chất rắn vô định hình. 2. Các đặc tính của chất rắn kết tinh ?. Các em biết gì về than chì và về kim cương? ¸. Chúng ta đều biết kim cương và than chì đều cấu tạo từ các nguyên tử cacbon nhưng kim cương rất cứng và không dẫn điện còn than chì thì mềm và dẫn điện. ™. - Cho HS quan sát hình 34 a và b. - Từ 2 hình trên, các em hãy cho biết vì sao kim cương khác than chì? ™. - Tổng kết ý a)… ?. - Em nào cho cô biết, nước đá, thiếc, vàng, sắt nóng chảy ở khoảng nhiệt độ nào? ™. - Tổng kết ý b)… ?. - Thạch anh và kim cương, sắt và đồng có cấu trúc tinh thể giống và khác nhau như thế nào? ¸. Các chất rắn kết tinh có thể là đa học xác định vì chúng có cấu trúc tinh thể s. Than chì… Kim cương.. s. Quan sát s. Chúng có cấu trúc tinh thể khác nhau s. nước đá: 00C; thiếc…vàng… sắt… s. Thạch anh và kim cương tạo thành từ 1 tinh thể, sắt… - 63 - tinh thể, hoặc đơn tinh thể. Chất rắn đơn tinh thể : là chất rắn được cấu tạo từ một tinh thể. VD : Hạt muối ăn, đá thạch anh, thỏi than chì, viên kim cương ... ?. Tại sao chất rắn đơn tinh thể có tính chất dị hướng, còn chất rắn đa tinh thể lại có tính đẳng hướng? ¸. - Tổng kết 3. Ứng dụng của chất rắn kết tinh - Các em hãy kể một số ứng dụng của chất rắn kết tinh Được dùng trong nhiều ngành công nghệ khác nhau, dung để tạo hình, không gỉ, không bị ăn mòn… II . Chất rắn vô định hình ™. Các em biết gì về chất vô định hình? Hay kể một số chất vô định hình! ?. Chất rắn vô định hình có tính dị hướng không? Có nhiệt độ nóng chảy s. Chất rắn đa tinh thể được cấu tạo bởi vô số các tinh thể nhỏ sắp xếp hỗn độn vì thế tính dị hướng của mỗi tinh thể nhỏ hơn được bù trừ trong toàn khối chất, nên chất răn đa tinh thể không có tính dị hướng như chất rắn đơn tinh thể? s. (kể một số ứng dụng) - Silic(Si) và Gecmani(Ge) : Dùng làm các linh kiện bán dẫn. - Kim cương : Dùng làm mũi khoan, dao cắt kính đá mài... - Kim loại và hợp kim : Dùng luyện kim, chế tạo máy, xây dựng... s. Các chất vô định hình như nhựa đường, chất dẻo, thủy tinh…Chất rắn vô định hình không có nhiệt độ nóng chảy xác định, chất rắn không có cấu trúc tinh thể… s. Chất rắn vô định hình không có - 64 - không? Taị sao? ¸. Tổng kết và trình bày về các chất có thể GV tồn tại ở cả 2 dạng. ™. Một em hãy cho cô biết, một số ứng dụng của chất rắn vô dịnh hình tính dị hướng ( không có nhiệt độ nóng chảy xác định)… vì chất rắn không có cấu trúc tinh thể. s. Thủy tinh cao su được sử dụng nhiều trong đới sống… Củng cố Chất rắn Chất răn kết tinh Chất rắn vô định hình - Có cấu trúc tinh thể. - Có nhiệt độ nóng chảy xác định. Chất răn đơn tinh thể Chất rắn đa tinh thể Có định hướng Có tính đẳng hướng - Không có cấu trúc tinh thể - Không có nhiệt độ nóng chảy xác định Có tính đẳng hướng - 65 - PHIẾU HỌC TẬP Câu 1. Phân loại chất rắn theo cach nào dưới đây là đúng? A . Chất răn đơn tinh thể và chất rắn vô định hình. B . Chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình. C . Chất rắn đa tinh thể và chất rắn vô định hình. D . Chất răn đơn tinh thể và chất răn đa tinh thể. Câu 2. Cấu trúc tinh thể có đặc điểm là : A . Dị lượng. B . Đẳng hướng. C . Tuần hoàn trong không gian. Câu 3. Vật rắn nào dưới đây là vật rắn vô định hình : A . Băng phiến. B . Thuỷ tinh. C . Kim loại. D . Hợp kim. 2.3.2.2. Biến dạng cơ của vật rắn + Kiến thức cơ bản: - Nêu được nguyên nhân gây ra biến dạng cơ của vật rắn. Phân biệt được hai loại biến dạng : Biến dạng đàn hồi và biến dạng không đàn hồi(hay biến dạng dẻo) dựa trên tính chất giữ nguyên dạng và kích thước của chúng. - Phân biệt được các kiểu biến dạng kéo và nén của vật rắn dựa trên đặc điểm(điểm đặt, phương chiều) tác dụng của ngoại lực gây nên biến dạng. - Phát biểu được nội dung và viết được biểu thức cua định luật Huc về biến dạng đàn hồi. - Định nghĩa được giới hạn bền và hệ số an toàn của vật rắn và nêu được ý nghĩa thực tiễn của các đại lượng này. - 66 - Hình 1.7. Sơ đồ tiến trình nghiên cứu xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập bài "Biến dạng cơ của vật rắn". Ta có 1 thanh cao su AB. Nếu giữ chặt đầu A của thanh và tác dụng vào đầu B 1 lực kéo tăng dần thì hiện tượng xảy ra như - Khi lực tác dụng còn nhỏ, thanh cao su gần như không có sự thay đổi gì. - Khi lực tác dụng tăng lên thì thanh cao su bị kéo dài và chiều ngang hẹp lại. - Lực tác dụng càng lớn thì thanh cao su dãn càng nhiều và chiều ngang co lại. ? Có nhận xét gì về kết quả thí nghiệm? Như vậy, khi chịu tác dụng của một lực như nhau thì các thanh kim loại khác nhau biến dạng khác nhau. mức biến dạng của thanh rắn(bị kéo hay nén) xác định bởi độ biến dạng tỉ đối. 00 0 l l l ll D = - =e Dựa vào kết quả thí nghiệm cho các vật rắn đồng chất, hình trụ, nhà vật lí Rô_bơt Huc đã tìm ra định luật về biến dạng đàn hồi của vật rắn. Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối của vật rắn(hình trụ đồng chất)tỉ lệ thuận với ứng suất tác dụng vào vật đó ¶= D = ae 0l l Lực đàn hồi là lực xuất hiện trong khi vật bị biến dạng, có xu hướng làm cho vật trở lại kích thước hình dạng cũ. - Sự xuất hiện lực đàn hồi khi vật biến dạng - Hướng của lực đàn hồi tuỳ thuộc vào hướng biến dạng. - Lực đàn hồi tỉ lệ với độ biến dạng. Trong giới hạn đàn hồi lực đang hồi tỉ lệ với độ biến dạng của vật lkF D= Nguyên nhân nào làm xuất hiện lực đàn hồi? Lực đàn hồi phụ thuộc vào những yếu tố nào và phụ thuộc thế nào bởi các yếu tố Độ lớn lực đàn hồi phụ thuộc vào độ biến dạng như thế nào? - 67 - Bài 35 . BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN I - MỤC TIÊU : 1. Về kiến thức : - Nêu được nguyên nhân gây ra biến dạng cơ của vật rắn. Phân biệt được hai loại biến dạng : Biến dạng đàn hồi và biến dạng không đàn hồi(hay biến dạng dẻo) dựa trên tính chất giữ nguyên dạng và kích thước của chúng. - Phân biệt được các kiểu biến dạng kéo và nén của vật rắn dựa trên đặc điểm(điểm đặt, phương chiều) tác dụng của ngoại lực gây nên biến dạng. - Phát biểu được nội dung và viết được biểu thức cua định luật Huc về biến dạng đàn hồi. - Định nghĩa được giới hạn bền và hệ số an toàn của vật rắn và nêu được ý nghĩa thực tiễn của các đại lượng này. 2. Về kĩ năng : - Giải thích được các hiện tượng trong đơì sống và các ứng dụng trong kĩ thuật của các loại biến dạng. -Vận dụng định luật Huc để giải các bài tập trong sách giáo khoa và các bài tập tương tự. II - CHUẨN BỊ : Giáo viên : - Hình vẽ các kiểu biến dạng kéo, nén, cắt, xoắn và uốn của vật rắn trên khổ giấy lớn. Học sinh : - Một sợi dây đồng mỏng, một sợi giây cao su, một lò xo của bút. - Một số quả nặng có trọng lương khác nhau. - 68 - III - THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC : Hoạt động của thầy ¸. Đặt vấn đề: Ở miền núi bác thợ rèn làm dao, cuốc như thế nào? ?. Tại sao dây cáp có thể treo được hàng nghìn kg,dây thừng chỉ treo được vài chục kg? v.v. Qua bài học hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu những đặc điểm và quy luật chi phối sự thay đổi này - Ta di nghiên cứu bài hôm nay I. Biến dạng đàn hồi 1. Thí nghiệm a. Độ biến dạng tỉ đối ?. Ta có một thanh cao su AB. Nếu giữ chặt đầu A của thanh và tác dụng vào đầu B một lực kéo tăng dần thì hiện tượng xảy ra như thế nào? ¸. Làm TN chậm cho HS quan sát. Hoạt động của trò Thảo luận s. Quan sát và nhận xét: Khi lực tác dụng còn nhỏ, thanh cao su gần như không có sự thay đổi gì. Khi lực tác dụng tăng lên thi thanh cao su bị kéo dãn và chiều ngang hẹp lại Lực tác dụng càng lớn thì thanh cao su dãn càng nhiều và chiều - 69 - ™. Các em nhận xét rất đúng. Để có kết luận chính xác về vấn đề trên, người ta đã làm thí nghiệm với thanh sắt AB có chiều dài l0, khi giữ chặt đầu A của thanh thép và tác dụng vào đầu B một lực kéo đủ lớn để gây ra biến dạng thì thanh thép có độ dài l đồng thời tiết dạng ngang s của thanh thép nhỏ lại. Khi người ta thay thanh thép AB bằng một thanh kim loại khác cũng có chiều dài l0 và tác dụng lực kéo tương tự thì thanh kim loại có chiều dài l khác với l0. ?. Các em có suy nghĩ gì về kết quả thí nghiệm trên? ¸. Điều đó có nghĩa là nếu ta lấy hiệu l- l0 chia cho l thì tỉ số này khác nhau đối với các thanh kim loại khác nhau. ?. Vậy tỉ số này có thể đặc trưng cho một điều gì? ¸. Kết luận : Mức độ biến dạng của thanh rắn (bị kéo hay nén) xác định bởi độ biến dạng tỉ đối. ngang cũng co lại càng nhiều. s. Như vậy, khi chịu tác dụng của 1 lực như nhau thì các thanh kim loại khác nhau biến dạng khác nhau. s. Suy nghĩ.... - 70 - e = lo lol - = lo lD Trong đó : lo _ Là chiều dài ban đầu. l _ Là chiều dài cuả vật khi chịu tác dụng của ngoại lực. lD _ Là độ biến dạng của vật rắn. lD lấy giá trị tuyệt đối vì lD có thể dương hoặc âm do bị kéo hay bị nén. b. Biến dạng cơ ™. Cho HS đọc phần này trong SGK và gọi HS trả lời: Biến dạng cơ là gì, thế nào là biến dạng đàn hồi, tính đàn hồi? . ™. Đúng. Sự thay đổi kích thước và