Luận văn Tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh trung học phổ thông miền núi khi giảng dạy một số khái niệm và định luật vật lí của chương “ khúc xạ ánh sáng” (vật lí 11 - Ban cơ bản)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ---------------------------------- Trƣơng Tấn Long TÍCH CỰC HOÁ HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH THPT MIỀN NÚI KHI GIẢNG DẠY MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH LUẬT VẬT LÍ CỦA CHƢƠNG “ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG” (VẬT LÍ 11- BAN CƠ BẢN) LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC GIÁO DỤC Thái Nguyên- Năm 2008 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ---------------------------------- Trƣơng Tấn Long TÍCH CỰC HOÁ HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH THPT MIỀN NÚI KHI GIẢNG DẠY MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH LUẬT VẬT LÍ CỦA CHƢƠNG “ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG” (VẬT LÍ 11- BAN CƠ BẢN) Chuyên ngành: Lí luận và phƣơng pháp dạy học Vật lí Mã số: 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS Tô Văn Bình Thái Nguyên- Năm 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN 1. Công nghiệp hoá CNH 2. Đại học sƣ phạm ĐHSP 3. Đại học Thái Nguyên ĐHTN 4. Đối chứng ĐC 5. Học sinh HS 6. Hiện đại hoá HĐH 7. Giáo viên GV 8. Nhà xuất bản Nxb 9. Sách giáo khoa SGK 10. Thực nghiệm TN 11. Thực nghiệm sƣ phạm TNSP 12. Trung học phổ thông THPT Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 Chƣơng I: CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ TÍNH TÍCH CỰC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC VÀ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƢỚNG TÍCH CỰC HOÁ. THỰC TRẠNG DẠY HỌC CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH LUẬT VẬT LÍ Ở TRƢỜNG THPT MIỀN NÚI 5 1.1. Hoạt động nhận thức và tính tích cực hoạt động nhận thức của HS 5 1.1.1. Hoạt động nhận thức của HS 5 1.1.2. Tính tích cực và tính tích cực nhận thức của HS 6 1.2. Dạy học theo hƣớng tích cực hoá hoạt động nhận của HS 12 1.2.1. Quan niệm về hoạt động dạy học 12 1.2.2. Các phƣơng pháp dạy học tích cực 16 1.3. Khái niệm, định luật Vật lí và thực trạng dạy- học các khái niệm và định luật Vật lí ở trƣờng THPT miền núi hiện nay. 23 1.3.1. Khái niệm Vật lí 23 1.3.2. Định luật Vật lí 34 1.3.3. Thực trạng dạy- học các khái niệm và dịnh luật Vật lí ở trƣờng THPT miền núi hiện nay 42 KẾT LUẬN CHƢƠNG I 48 Chƣơng II: TÍCH CỰC HOÁ HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HS THPT MIỀN NÚI KHI GIẢNG DẠY MỘT SỐ KHÁI NIỆM, ĐỊNH LUẬT VẬT LÍ CỦA CHƢƠNG “KHÚC XẠ ÁNH SÁNG”. 49 Một số biện pháp tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS khi giảng dạy các khái niệm và định luật vật lí 49 2.1.1.Xây dựng động cơ, tạo hứng thú , nhu cầu học tập 49 2.1.2. Tăng cƣờng tổ chức cho HS hoạt động nhận thức ở trên lớp và tự học ở nhà 52 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2.1.3. Rèn luyện kĩ năng thực hiện các thao tác tƣ duy và phƣơng pháp suy luận lôgic cơ bản khi hình thành các khái niệm và định luật Vật lí 57 2.1.4. Bồi dƣỡng vốn ngôn ngữ khoa học Vật lí cho HS miền núi 65 2.1.5. Tăng cƣờng sử dụng các thí nghiệm trong dạy học các khái niệm và định luật Vật lí 68 2.1.6. Sử dụng tổng hợp, linh hoạt các biện pháp trong từng bài học cụ thể 73 2.2. Các biện pháp tích cực hoá hoạt động nhận thức HS THPT miền núi khi giảng dạy một số khái niệm, định luật Vật lí của chƣơng “Khúc xạ ánh sáng” 74 2.2.1. Những biện pháp đặc thù để tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS miền núi khi giảng dạy các khái niệm và định luật Vật lí 74 2.2.2. Các biện pháp tích cực hoá hoạt động nhận thức HS THPT miền núi khi giảng dạy một số khái niệm, định luật Vật lí của chƣơng “Khúc xạ ánh sáng” 81 KẾT LUẬN CHƢƠNG II 107 Chƣơng III: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 109 3.1. Mục đích của TNSP 109 3.2. Nhiệm vụ của TNSP 109 3.3. Đối tƣợng và cơ sở TNSP 109 3.4. Phƣơng pháp TNSP 110 3.5. Phƣơng pháp đánh giá kết quả 110 3.6. Tiến hành TNSP 112 3.7. Kết quả và xử lí kết quả TNSP 112 KẾT LUẬN CHƢƠNG III 124 KẾT LUẬN CHUNG 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO 128 PHỤ LỤC 1 130 PHỤ LỤC 2 134 PHỤ LỤC 3 137 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn! Thầy hướng dẫn: PGS.TS Tô Văn Bình, người đã trực tiếp hướng dẫn em làm đề tài và các thầy, cô giáo đã hướng dẫn, giúp đỡ tận tình. Khoa Sau đại học, Khoa Vật lí, Thư viện trường Đại học Sư phạm- Đại học Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện cho quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn. Các trường THPT và các giáo viên cộng tác đã tạo điều kiện, giúp đỡ cho thực nghiệm sư phạm được thành công. Toàn thể gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp đã quan tâm, giúp đỡ. Thái Nguyên, tháng 10 năm 2008 Tác giả Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 1 MỞ ĐẦU I. Lí do chọn đề tài: Chúng ta đang sống trong thế kỷ XXI, thế kỷ của trí tuệ và sáng tạo. Đất nƣớc ta đang bƣớc vào thời kì CNH, HĐH. Chúng ta có hoàn thành đƣợc sự nghiệp CNH, HĐH hay không, đất nƣớc ta có thật sự phát triển để vƣơn tới ngang tầm với sự phát triển chung của thế giới và khu vực hay không hoàn toàn phụ thuộc vào những ngƣời chủ tƣơng lai của đất nƣớc- những thế hệ học sinh đang ngồi trên ghế nhà trƣờng phổ thông hiện nay. Để đáp ứng những yêu cầu đó, ngành giáo dục và đào tạo đã và đang từng bƣớc đổi mới mạnh mẽ nội dung và phƣơng pháp dạy học, trong đó đặc biệt là việc đổi mới phƣơng pháp dạy và học. Chỉ có đổi mới cơ bản phƣơng pháp dạy và học, chúng ta mới có thể tạo ra đƣợc sự đổi mới thật sự trong giáo dục, mới có thể đào tạo đƣợc lớp ngƣời năng động, sáng tạo, có tiềm năng cạnh tranh trí tuệ trong bối cảnh nhiều nƣớc trên thế giới đang hƣớng tới nền kinh tế tri thức. Điều 28.2 của Luật giáo dục đã ghi: “ Phƣơng pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dƣỡng phƣơng pháp tự học, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS…”. Hay có thể nói cốt lõi của đổi mới dạy và học là hƣớng tới hoạt động học tập chủ động, chống lại thói quen học tập thụ động. Quán triệt tinh thần đổi mới nói trên, việc nghiên cứu các phƣơng pháp giáo dục tích cực, tìm ra các biện pháp phù hợp với hoàn cảnh, đối tƣợng HS để nâng cao chất lƣợng dạy học là vấn đề cấp thiết đối mỗi giáo viên nói chung và những ngƣời nghiên cứu giáo dục nói riêng. Đối với giáo dục miền núi vấn đề đó càng trở nên cấp thiết hơn. Nguyên tổng bí thƣ BCH T.Ƣ Đảng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2 Đỗ Mƣời nhận định: “ Thực trạng giáo dục miền núi đang đặt ra nhiều vấn đề cần tiếp tục khẩn trƣơng giải quyết, đặc biệt là việc đào tạo giáo viên và xây dựng lại trƣơng trình, nội dung, phƣơng pháp dạy học đối với HS miền núi, dạy những gì và dạy nhƣ thế nào để con em đồng bào các dân tộc thiểu số tiếp thu đƣợc, hào hứng học tập và ứng dụng đƣợc kiến thức vào phát triển kinh tế- xã hội tại quê hƣơng mình”. Trong chƣơng trình giáo dục phổ thông, việc dạy và học môn Vật lí góp một phần quan trọng trong việc thực hiện các nhiệm vụ nêu trên. Trong hệ thống các kiến thức các kiến thức Vật lí của chƣơng trình phổ thông thì các khái niệm và định luật Vật lí là những kiến thức trọng tâm, cơ bản. Việc phối hợp, lựa chọn các phƣơng pháp giảng dạy nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS trong việc hình thành các kiến thức Vật lí, đặc biệt là đối với là đối với các khái niệm và định luật Vật lí là nhiệm vụ rất cần thiết. Từ trƣớc tới nay đã có nhiều đề tài nghiên cứu các biện pháp nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS nhƣ: Đào Quang Thành- Tích cực hoá hoạt động học tập Vật lí của HS PTTH ở miền núi trên cơ sở tổ chức định hướng rèn kỹ năng giải bài tập Vật lí (Luận văn thạc sỹ- ĐHSPTN- Năm 1997), Trần Đức Kiểm- Một số biện pháp nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS miền núi khi dạy chương “Định luật Ôm” ở trường PTTHCS (Luận văn thạc sỹ- ĐHSPHN- 1997), Vũ Trọng Hà- Sử dụng một số phương pháp nhận thức của vật lí học để tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS khi dạy “Thuyết động học phân tử” ở lớp 10 THPT (Luận văn thạc sỹ- ĐHSPTN- Năm 2001), Đồng Thị Vân Thoa- Một số biện pháp tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS THPT miền núi khi giảng dạy BT Vật lí (Luận văn thạc sỹ- ĐHSPTN- Năm 2001), Vƣơng Thị Kim Yến- Tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS trong dạy học Vật lí ở trường THPT với sự hỗ trợ của máy vi tính và phần mềm dạy học (Luận văn thạc sỹ- ĐHSPTN- Năm 2002), Nguyễn Thị Nga- Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 3 Lựa chọn và phối hợp các phương pháp nhằm tích cực hoá hoạt động học tập của HS THPT trong giờ giải BT Vật lí (Luận văn thạc sỹ- ĐHSPTN- Năm 2004)…, nhƣng chƣa có đề tài nào đề cập tới vấn đề tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS khi giảng dạy các khái niệm, định luật Vật lí. Vì vậy, chúng tôi lựa chọn đề tài: “ Tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh THPT miền núi khi giảng dạy một số khái niệm và định luật Vật lí của chƣơng “Khúc xạ ánh sáng” (Vật lí 11- ban cơ bản)”. II. Mục đích nghiên cứu: Tìm ra một số biện pháp nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS THPT miền núi khi giảng dạy các khái niệm và định luật Vật lí. III. Đối tƣợng nghiên cứu: Quá trình dạy- học các khái niệm và định luật Vật lí ở trƣờng THPT miền núi. IV. Giả thuyết khoa học: HS sẽ có hứng thú, tích cực hoạt động nhận thức khi học tập các khái niệm và định luật Vật lí, nếu giáo viên biết lựa chọn, phối hợp các biện pháp dạy học phù hợp. V. Nhiệm vụ nghiên cứu: 1. Nghiên cứu lí luận về tính tích cực hoạt động nhận thức và hoạt động dạy học Vật lí nhắm tích cực hoá hoạt động của ngƣời học. 2. Nghiên cứu lí luận về đặc điểm và phƣơng pháp giảng dạy các khái niệm và định luật Vật lí. 3. Điều tra thực trạng dạy- học các khái niệm và định luật Vật lí ở một số trƣờng THPT miền núi thuộc tỉnh Hoà Bình. 4. Đề xuất một số biện pháp nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS miền núi khi giảng dạy các khái niệm và định luật Vật lí. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 4 5. Vận dụng các biện pháp trên vào dạy chƣơng “ Khúc xạ ánh sáng” theo hƣớng phối hợp các biện pháp đã nêu. 6. Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm. VI. Giới hạn của đề tài: Nghiên cứu đề xuất một số biện pháp phù hợp với nội dung bài học, điều kiện, cơ sở vật chất, khả năng nhận thức của học sinh THPT miền núi, vận dụng vào giảng dạy một số khái niệm, định luật Vật lí thuộc chƣơng “Khúc xạ ánh sáng” (Vật lí 11- ban cơ bản) trên cơ sở quan sát trực tiếp và khái quát hoá thực nghiệm. VII. Phƣơng pháp nghiên cứu: 1. Nghiên cứu lí luận. 2. Điều tra, khảo sát tình hình dạy học các khái niệm và định luật Vật lí ở trƣờng THPT miền núi. 3. Thực nghiệm sƣ phạm (trong đó có sử dụng phƣơng pháp thống kê toán học để xử lí, phân tích các số liệu, dữ kiện thu đƣợc từ thực nghiệm, từ đó rút ra kết luận). VIII. Đóng góp của đề tài: 1. Góp phần củng cố và trang bị cho GV Vật lí ở các trƣờng THPT miền núi cơ sở lí luận về phƣơng pháp dạy học Vật lí theo hƣớng tích cực. 2. Nghiên cứu đặc điểm chƣơng “Khúc xạ ánh sáng” và điều tra thực tế việc giảng dạy các khái niệm và định luật vật lí ở một số trƣờng THPT miền núi. Trên cơ sở đó đề xuất một số biện pháp nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS THPT miền núi khi giảng dạy các khái niệm và định luật Vật lí. 3. Xây dựng tiến trình trình dạy học và soạn thảo một số giáo án theo hƣớng phối hợp các biện pháp trên. Các giáo án đã soạn có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho GV Vật lí phổ thông. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 5 CHƢƠNG I CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ TÍNH TÍCH CỰC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC VÀ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƢỚNG TÍCH CỰC HOÁ. THỰC TRẠNG DẠY HỌC CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH LUẬT VẬT LÍ Ở TRƢỜNG THPT MIỀN NÚI. 1.1. Hoạt động nhận thức và tính tích cực hoạt động nhận thức của HS. 1.1.1. Hoạt động nhận thức của HS. Để tồn tại và phát triển con ngƣời không ngừng cải tạo các mối quan hệ giữa mình và thế giới bên ngoài, tức là phải hoạt động. Bằng hoạt động và trong hoạt động, mỗi cá nhân sẽ tự hoàn thiện mình về mọi mặt. Trong quá trình hoạt động, con ngƣời phải luôn nhận thức- đó là quá trình phản ánh hiện thực xung quanh và cả hiện thực bản thân mình, trên cơ sở đó tỏ thái độ, tình cảm và hành động. Tâm lí học hiện đại cho rằng: trong nhận thức thế giới, con ngƣời có thể đạt tới những mức độ khác nhau, từ thấp đến cao, từ đơn giản đến phức tạp. Mức độ thấp ban đầu là nhận thức cảm tính bao gồm cảm giác và tri giác, trong đó con ngƣời phản ánh vào óc những biểu hiện bên ngoài của sự vật khách quan, những cái đang tác động trực tiếp vào giác quan. Mức độ cao hơn gọi là nhận thức lí tính hay còn gọi là tƣ duy, trong đó con ngƣời phản ánh vào óc những thuộc tính bản chất bên trong của sự vật, những mối quan hệ có tính qui luật. Dựa trên các dữ liệu cảm tính, con ngƣời thực hiện các thao tác trí tuệ phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hoá, trừu tƣợng hoá… để rút ra những tính chất, bản chất chung của đối tƣợng nhận thức và xây dựng thành những khái niệm. Mỗi khái niệm đƣợc diễn đạt bằng một từ ngữ. Mối quan hệ giữa các thuộc tính của vật chất cũng đƣợc biểu thị bằng mối quan hệ giữa các khái niệm dƣới dạng những mệnh đề, những phán đoán. Đến đây, con ngƣời tƣ duy bằng khái niệm. Sự nhận thức không dừng lại ở sự phản ánh vào trong Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 6 óc những thuộc tính của sự vật, hiện tƣợng khách quan mà còn thực hiện các phép suy luận để rút ra những kết luận mới, dự đoán những hiện tƣợng mới trong thực tiễn. Nhờ thế mà tƣ duy luôn có tính sáng tạo, có thể mở rộng sự hiểu biết của con ngƣời và vận dụng những hiểu biết của mình vào việc cải tạo thế giới khách quan phục vụ lợi ích của con ngƣời. Đó là những qui luật chung của mọi quá trình nhận thức chân lí, nhƣ V.I. Lênin đã chỉ rõ: “Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng và từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn, đó là con đường biện chứng của sự nhận thức chân lí, của sự nhận thức hiện thực khách quan…” 15 . Đối với HS, hoạt động chủ yếu của các em là học tập. Thông qua hoạt động này, các em chiếm lĩnh kiến thức, hình thành và phát triển năng lực trí tuệ cũng nhƣ quan điểm đạo đức, thái độ. Trong hoạt động học tập nói chung cũng nhƣ trong học tập Vật lí nói riêng, HS cũng tìm ra cái mới – đó là các khái niệm, định luật Vật lí…. Nhƣng cái mới này không làm phong phú thêm cho kho tàng kiến thức của nhân loại mà cho chính bản thân mình, cái mới đó đã đƣợc loài ngƣời tích luỹ, đặc biệt là GV đã biết. Việc khám phá ra cái mới của HS cũng chỉ diễn ra trong một khoảng thời gian rất ngắn trên lớp, với những dụng cụ sơ sài, đơn giản trong điều kiện trang thiết bị của trƣờng phổ thông. Đặc biệt sự khám phá này diễn ra dƣới sự chỉ đạo và giúp đỡ của GV. Do vậy hoạt động nhận thức của HS diễn ra một cách tƣơng đối thuận lợi, không quanh co gập gềnh nhƣ hoạt động của nhà khoa học. Cũng chính vì vậy thƣờng dễ dẫn đến một sai lầm của GV là chỉ thông báo cho HS cái mới mà không tổ chức cho HS tự khám phá để tìm ra cái mới đó. Để tổ chức tốt cho hoạt động nhận thức của HS, GV cần sử dụng các biện pháp nhằm phát huy tính tự giác, tích cực, chủ động trong hoạt động nhận thức, tạo điều kiện cho HS “ tự khám phá lại” những kiến thức đã có sẵn trong sách vở, tài liệu để họ tập làm công việc khám phá đó trong hoạt động thực tiễn sau này. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 7 Trƣớc hết chúng tôi trình bày vấn đề tính tích cực và tính tích cực nhận thức của HS. 1.1.2. Tính tích cực và tính tích cực nhận thức của HS. 1.1.2.1. Tính tích cực. Tính tích cực là trạng thái hoạt động của các chủ thể, nghĩa là của ngƣời hành động chỉ đề cập trong quá trình nhận thức, thuộc mục đích trƣớc mắt (I.F. Khalamop…). 1.1.2.2. Tính tích cực nhận thức là gì? Theo quan điểm triết học, tính tích cực nhận thức thể hiện thái độ cải tạo của chủ thể nhận thức đối với đối tƣợng nhận thức, nghĩa là con ngƣời không chỉ hiểu đƣợc các qui luật của tự nhiên, xã hội mà còn nghiên cứu cải tạo chúng phục vụ lợi ích của con ngƣời. Theo tâm lí học, tính tích cực nhận thức của HS tồn tại với tƣ cách là cá nhân với toàn bộ nhân cách của nó. Cũng nhƣ bất kì một hoạt động nào khác, hoạt động nhận thức đƣợc tiến hành trên cơ sở huy động các chức năng nhận thức, tình cảm và ý chí, trong đó chức năng nhận thức đóng vai trò chủ yếu. Các yếu tố tâm lí kết hợp với nhau một cách hữu cơ, tác động qua lại lẫn nhau tạo nên tâm lí hoạt động nhận thức. Sự tác động này không cứng nhắc mà trái lại luôn luôn biến đổi tạo nên rất nhiều dạng khác nhau của các nhiệm vụ nhận thức cụ thể mà HS phải thực hiện. Sự biến đổi này càng linh hoạt bao nhiêu thì HS càng dễ thích ứng với nhiệm vụ nhận thức khác nhau và tinh tích cực nhận thức càng thể hiện ở mức độ cao. Tính tích cực nhận thức là trạng thái hoạt động của HS, đặc trƣng bởi khát vọng học tập, có gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình nắm vững kiến thức. Nói cách khác, là thái độ cải tạo của chủ thể đối với khách thể thông qua sự huy động ở mức độ cao các chức năng tâm lí nhằm giải quyết những vấn đề học tập- nhận thức 24 . Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 8 Tính tích cực của HS có mặt tự phát và tự giác: - Mặt tự phát của tính tích cực là những yếu tố tiềm ẩn, bẩm sinh thể hiện ở tính tò mò, hiếu kì, hiếu động, linh hoạt và sôi nổi trong hành vi mà ở trẻ đều có, trong mức độ khác nhau. - Mặt tự giác của tính tích cực tức là trạng thái tâm lí, tính tích cực có mục đích và đối tƣợng rõ rệt, do đó có hoạt động để chiếm lĩnh đối tƣợng đó. Tính tự giác thể hiện ở óc quan sát, tính phê phán trong tƣ duy, trí tò mò khoa học… Tính tích cực nhận thức và tích cực học tập có liên quan chặt chẽ với nhau, nhƣng không phải là đồng nhất. 1.1.2.3. Biểu hiện của tính tích cực nhận thức. Trong học tập, HS chỉ chiếm lĩnh đƣợc kiến thức và phát triển đƣợc tƣ duy của mình khi họ tích cực, nỗ lực hoạt động nhận thức. Hoạt động nhận thức là yếu tố xuyên suốt quá trình học tập của HS. Thông qua hoạt động nhận thức, HS chiếm lĩnh đƣợc kiến thức và năng lực tƣ duy cũng đồng thời đƣợc phát triển. Để phát hiện đƣợc các em có tích cực trong học tập hay không, có thể dựa vào một số dấu hiệu sau đây: - Các em có chú ý học tập không? - Có hăng hái tham gia vào mọi hình thức của hoạt động học tập không? (thể hiện ở chỗ giơ tay phát biểu ý kiến, ghi chép…). - Có hoàn thành những nhiệm vụ đƣợc giao không? - Có ghi nhớ tốt những điều đã học không? - Có hiểu bài không? Có thể trình bày lại nội dung bài học theo ngôn ngữ riêng không? - Có vận dụng đƣợc những kiến thức đã học vào thực tiễn không? - Có đọc thêm, làm thêm các bài tập khác không? Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 9 - Tốc độ học tập có nhanh không? - Có hứng thú trong học tập không hay vì một ngoại lực nào đó mà phải học? - Có quyết tâm, có ý chí vƣợt khó khăn trong học tập không? - Có sáng tạo trong học tập không? Trong hoạt động học tập nói chung, trong dạy học Vật lí nói riêng, tính tích cực hoạt động nhận thức của HS thƣờng thể hiện ở: - Hoạt động trí tuệ: tập trung suy nghĩ để trả lời câu hỏi nêu ra, kiên trì tìm cho đƣợc lời giải hay của một bài toán khó. - Hoạt động chân tay: say sƣa lắp ráp tiến hành thí nghiệm. Hai hình thức biểu hiện này thƣờng đi kèm nhau, tuy có lúc biểu hiện riêng lẻ với những dấu hiệu thƣờng thấy nhƣ sau: HS khao khát tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của GV, bổ sung các câu trả lời của bạn và thích đƣợc phát biểu ý kiến của mình trƣớc vấn đề nêu ra; hay thắc mắc và đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề trình bày chƣa rõ; chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kĩ năng đã có để nhận thức các vấn đề mới; mong muốn đƣợc đóng góp với thầy, với bạn những thông tin mới nhận từ các nguồn kiến thức khác nhau có thể vƣợt ra ngoài phạm vi bài học, môn học. 1.1.2.4. Mức độ tích cực nhận thức. Về mức độ tích cực của HS có thể dựa vào một số dấu hiệu sau: - Có tự giác học tập không? hay bị bắt buộc bởi những tác động bên ngoài (gia đình, bạn bè, xã hội…)?. - Thực hiện nhiệm vụ của thầy giáo theo yêu cầu tối thiểu hay tối đa?. - Tích cực nhất thời hay thƣờng xuyên, liên tục? - Tích cực ngày càng tăng dần hay giảm dần? - Có kiên trì, vƣợt khó hay không? Hoạt động học tập của HS là hoạt động đòi hỏi phải có tính khoa học thực sự, đƣợc tổ chức bởi GV cùng với sự tham gia tích cực của HS. Vì vậy, để Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 10 HS có thể tích cực, tự lực nắm vững kiến thức là yêu cầu quan trọng của quá trình dạy học. Quá trình này không phải là tự phát mà hoàn toàn tự giác, có mục đích, có kế hoạch và có tổ chức chặt chẽ. Trong đó HS đƣợc phát huy đến mức tối đa tính tích cực, tự lực sáng tạo trong giải quyết các vấn đề học tập. Mức độ tích cực tham gia xây dựng kiến thức trong học tập của HS phụ thuộc vào các yếu tố: - Ý thức đƣợc nhu cầu học tập của bản thân, thái độ học tập. - Cách thức tổ chức hoạt động nhận thức của GV. - Có suy nghĩ đúng đắn, tích cực hơn những kiến thức, kinh nghiệm đã tích luỹ đƣợc có liên quan đến giải quyết các tình huống học tập. - Tính tích cực phải đƣợc phát huy thƣờng xuyên, liên tục và có chiều hƣớng tăng, đồng thời phải có tính kiên trì vƣợt qua đƣợc mọi khó khăn của bài học. 1.1.2.5. Nguyên nhân của tính tích cực nhận thức. Tính tích cực nhận thức của HS tuy nảy sinh trong quá trình học tập nhƣng nó lại là kết quả của nhiều nguyên nhân: Có những nguyên nhân phát sinh lúc học tập, có những nguyên nhân đƣợc hình thành từ quá khứ, thậm chí từ lịch sử dài lâu của nhân cách. Nhìn chung, tính tích cực nhận thức phụ thuộc vào những nhân tố sau đây: - Hứng thú. - Nhu cầu . - Động cơ. - Năng lực. - Ý chí. - Sức khoẻ. - Môi trƣờng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 11 Trong những nhân tố trên đây, có những nhân tố có thể hình thành ngay, nhƣng có những nhân tố chỉ đƣợc hình thành qua một quá trình lâu dài dƣới ảnh hƣởng của rất nhiều tác động. Nhƣ vậy, việc tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS đòi hỏi một kế hoạch dài lâu và toàn diện khi phối hợp hoạt động gia đình, nhà trƣờng và xã hội. 1.1.2.6. Hứng thú và vấn đề tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS. Tích cực hoá là một tập hợp các hoạt động nhằm làm chuyển biến vị trí của ngƣời học từ thụ động sang chủ động, từ đối tƣợng tiếp nhận tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập 24 . Để tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS, hứng thú là vấn đề quan trọng cần đƣợc GV quan tâm vì: - Nó có thể hình thành ở HS một cách nhanh chóng và bất cứ lúc nào trong quá trình dạy học. - Có thể gây hứng thú cho HS ở mọi lứa tuổi. - Điều quan trọng hơn cả là nó nằm trong tầm tay của GV. Ngƣời GV có thể điều khiển hứng thú của HS qua các yếu tố của quá trình dạy học: nội dung, phƣơng pháp, phƣơng tiện, hình thức tổ chức; qua các bƣớc lên lớp: mở bài, giảng bài mới, củng cố, vận dụng, kiểm tra kiến thức; qua mối quan hệ thầy trò… * Vấn đề kích thích hứng thú học tập: Mọi ngƣời đều biết, hứng thú là sự phản ánh thái độ (mối quan hệ) của chủ thể đối với thực tiễn khách quan- đây là sự phản ánh có chọn lọc. Thực tiễn rất rộng lớn, nhƣng con ngƣời chỉ hứng thú những cái gì cần thiết, quan trọng, gắn liền với kinh nghiệm và sự phát triển tƣơng lai của họ. Nói cách khác, muốn kích thích hứng thú thì quan trọng nhất là phải nắm đƣợc khả năng, nhu cầu, nguyện vọng và định hƣớng giá trị của HS. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 12 Muốn cho HS cố gắng đem hết sức mình để hoạt động nhận thức, cần tạo ra ở họ nhu cầu, hứng thú hoạt động học tập. Động cơ hứng thú học tập có thể xuất hiện do tác động của những nguyên nhân ở bên ngoài môn học nhƣ: nhu cầu của xã hội đòi hỏi phải hoạt động có hiệu quả trong một lĩnh vực nào đó của đời sống xã hội, quyền lợi của xã hội giành ngƣời có trình độ học vấn cao, khả năng đƣợc lựa chọn việc nếu học giỏi, sự ngƣỡng mộ của cộng đồng, vinh dự của gia đình đối với những ngƣời có tài năng…Có những nguyên nhân bên trong xuất hiện ngay trong quá trình học tập, tác động thƣờng xuyên đến HS, đó là mâu thuẫn nhận thức, là khó khăn, trở ngại giữa nhiệm vụ mới phải giải quyết và khả năng hạn chế hiện có của HS, cần có một sự cố gắng vƣơn lên tìm kiếm một giải pháp mới, xây dựng một kiến thức mới “động cơ tự hoàn thiện bản thân mình”. Những yếu tố đó kích thích tính tò mò vốn có ở lứa tuổi HS, muốn đƣợc thoả mãn đƣợc nhu cầu hoạt động của lứa tuổi, đem lại niềm vinh dự, tự hào nếu giải quyết thành công những mâu thuẫn, trở ngại trên. Hoạt động càng có kết quả thì động cơ càng đƣợc củng cố. Ở vị trí ngƣời GV, có nhiều khả năng sử dụng những yếu tố tác động bên trong, thƣờng bằng cách xây dựng tình huống có vấn đề. GV xây dựng tình huống có vấn đề, phát triển thành bài toán nhận thức để đƣa HS vào trạng thái tâm lí hào hứng, sẵn sàng đem hết sức mình giải quyết vấn đề. 1.2. Dạy học theo hƣớng tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS. 1.2.1. Quan niệm về hoạt động dạy học. 1.2.1.1. Cấu trúc. Bất cứ một hoạt động nào nói chung và hoạt động dạy học nói riêng cũng đều có mục đích, phƣơng tiện và kết quả. a) Mục đích. Mục đích dạy học đƣợc qui định bởi các yêu cầu của xã hội đối với nhà trƣờng, với thế hệ trẻ và nhu cầu, hoài bão của cá nhân HS. Mục đích chung Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 13 và đặc điểm lứa tuổi qui định mục đích dạy học của từng cấp học. Mỗi cấp học lại có mục đích của từng môn học, mục đích của từng môn học ở mỗi lớp lại có mục đích của từng chƣơng, từng bài. Mục đích dạy học ở các tầng bậc khác nhau tạo thành hệ thống mục đích dạy học. b) Phương tiện. Phƣơng tiện bao gồm: nội dung, phƣơng pháp, thiết bị, hình thức tổ chức dạy học. - Nội dung: là sự cụ thể hoá hệ thống mục tiêu thành các kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo, phƣơng pháp hoạt động nhận thức của từng môn học đã đƣợc lựa chọn, sắp xếp theo các nguyên tắc dạy học. - Phƣơng pháp: bao gồm phƣơng pháp lôgic trình bày nội dung, phƣơng pháp truyền thụ kiến thức và phƣơng pháp hoạt động lĩnh hội các kiến thức, kĩ năng. - Điều kiện sƣ phạm: bao gồm các điều kiện về cơ sở vật chất, thiết bị dạy học, điều kiện tâm lí, trình độ xuất phát của HS và không khí sƣ phạm. - Tổ chức: bao gồm các hoạt động do GV sắp xếp để HS có thể bằng hành động thông qua hoạt động tự giác, tích cực để chiếm lĩnh tri thức khoa học. c) Kết quả. Kết quả dạy học là HS nắm đƣợc các kiến thức, kĩ năng, phƣơng pháp hoạt động nhận thức, phát triển năng lực trí tuệ, hình thành thế giới quan duy vật biện chứng và những phẩm chất cần thiết của ngƣời lao động. Nhƣ vậy, quá trình dạy học dẫn đến sự phát triển của HS từ trạng thái xuất phát sang trạng thái cao hơn về sự phát triển tƣ duy. 1.2.1.2.Quan hệ giữa hoạt động dạy và hoạt động học. Trong hoạt động dạy học có hoạt động dạy và hoạt động học. Hai hoạt động này nối tiếp, đan xen, hỗ trợ lẫn nhau để cùng phát triển. Mỗi hành động, thao tác của GV đƣợc tiếp nối bằng các hành động, thao tác của HS. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 14 Nhờ sự tiếp nối đó mà hoạt động dạy và hoạt động học kết hợp nhuần nhuyễn với nhau, nếu cắt bỏ một trong hai hoạt động thì không còn là dạy học nữa. Vì vậy, ngƣời ta còn nói dạy học là hoạt động kép, chỉ khi có tƣơng tác của hai hoạt động này thì quá trình dạy học mới trọn vẹn. Tuy nhiên, nhƣ M.N Xkatlin đã nhận định: “hoạt động nhận thức của HS trong hoạt động học là mắt xích cơ bản, là khâu trung tâm của quá trình dạy học”. 1.2.1.3. Sự khác nhau giữa hoạt động dạy và hoạt động học. - Mục đích: + Mục đích của hoạt động dạy của GV là bằng các hành động hƣớng dẫn sƣ phạm tác động đến tƣ duy HS, nhằm hình thành năng lực hoạt động trí tuệ và các phẩm chất cần thiết theo mục tiêu dạy học. + Mục đích của hoạt động học của HS là thông qua hoạt động nhận thức một cách tích cực, tiếp thu tri thức mà loài ngƣời đã tích luỹ đƣợc, biến chúng thành năng lực hoạt động của cá nhân, tự biến đổi mình để đạt đƣợc một trình độ cao hơn. - Nội dung: Nội dung của hoạt động dạy và hoạt động học giống nhau, đƣợc qui định trong chƣơng trình, đƣợc cụ thể ở sách giáo khoa và mục tiêu môn học, bài học. Đó là những kiến thức, kĩ năng vừa sức, phù hợp với mục đích dạy học, đƣợc HS hứng thú, tự giác, tích cực tiếp thu. - Phƣơng pháp: + Phƣơng pháp dạy là những cách thức chỉ đạo, điều khiển hoạt động nhận thức của HS. Nhờ đó HS biết thực hiện các hành động, thao tác học tập tích cực, tự lực. + Phƣơng pháp học là cách thức hoạt động của HS để có thể chiếm lĩnh đƣợc kiến thức, hình thành kĩ năng, kĩ xảo và các phẩm chất khác của ngƣời lao động. Cách thức hoạt động đó bao gồm: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 15 a) Phát hiện vấn đề. b) Thực hiện hoạt động. c) Thu thập thông tin. d) Xử lí thông tin suy ra kết luận dự đoán. e) Kiểm tra lại dự đoán trong thực tế. f) Vận dụng vào thực tế. - Phƣơng tiện: + Phƣơng tiện cho quá trình dạy là các tài liệu dạy học và cơ sở vật chất phục vụ cho dạy học. + Phƣơng tiện học là sách giáo khoa, tài liệu tham khảo, giấy bút, phƣơng tiện kĩ thuật cá nhân…Trong đó phƣơng tiện dạy và phƣơng tiện học có một phần giao nhau, tức là có một số phƣơng tiện đƣợc sử dụng đồng thời cho hai quá trình dạy và học. - Hình thức tổ chức dạy học: bao gồm dạy học trên lớp, ngoài trời, cơ sở sản xuất, tham quan, hội thảo… Hình thức học bao gồm học cá nhân, theo nhóm, tổ, lớp… - Kết quả: + Kết quả của hoạt động dạy là GV thực hiện đƣợc mục đích dạy học, thể hiện ở chất lƣợng HS. + Kết quả của hoạt động học là HS tiếp thu đƣợc các kiến thức, kĩ năng, phƣơng pháp nhận thức mới, làm phát triển năng lực phẩm chất lên trình độ cao hơn. Nhƣ vậy, kết quả của hoạt động học cũng chính là kết quả cuối cùng của hoạt động dạy. Sự khác nhau giữa hai hoạt động này cho thấy rằng: Muốn nâng cao chất lƣợng dạy và học cần phải phối hợp cả hai hoạt động đó một cách linh hoạt trong từng hoàn cảnh cụ thể. Tuy nhiên, hoạt động học của HS vẫn là Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 16 khâu trung tâm của quá trình dạy học. Bởi vì, hoạt động dạy của GV mục tiêu cuối cùng cũng nhằm tạo điều kiện cho HS thực hiện tốt hoạt động học. Tâm lí học hiện đại đã chứng tỏ rằng năng lực của mỗi cá nhân không phải do bẩm sinh mà phần lớn nó đƣợc hình thành và phát triển thông qua quá trình hoạt động của bản thân. HS miền núi chậm phát triển là do không có điều kiện thuận lợi cho họ hoạt động nhận thức. Vì vậy, muốn đẩy nhanh tốc độ phát triển trí lực cho HS miền núi cần tổ chức cho HS hoạt động nhiều hơn để thông qua hoạt động mà mỗi cá nhân có cơ hội phát triển nhanh hơn. 1.2.1.4. Sự phối hợp giữa hoạt động dạy và hoạt động học trong quá trình dạy học. Từ sự phân tích hoạt động dạy và hoạt động học nhƣ trên, chúng ta thấy hoạt động dạy của GV bắt đầu từ khi soạn giáo án. GV phải đọc kĩ nội dung để phát hiện vị trí, tính chất của nội dung mà bài học có liên quan với bài trƣớc, chuẩn bị cho bài sau. Nội dung bài thuộc loại nào? đơn giản hay phức tạp, cần đến những tài liệu tham khảo nào. Từ đó GV cân nhắc xem trình độ của HS đang ở mức độ nào, phƣơng tiện kĩ thuật và cơ sở vật chất phục vụ cho quá trình giảng dạy ra sao, điều kiện sƣ phạm thế nào?... để xác định mục đích, yêu cầu, những kiến thức, kĩ năng cơ bản mà HS cần phải nắm đƣợc, dự kiến hình thức tổ chức hoạt động ra sao? lựa chọn phƣơng pháp gì cho phù hợp. Đó chính là hoạt động độc lập của GV chuẩn bị cho sự phối hợp với hoạt động của HS ở trên lớp. Trong giờ lên lớp, với vai trò là ngƣời hƣớng dẫn, GV lần lƣợt thực hiện nội dung giáo án theo kế hoạch đã dự kiến. Ở đây có sự phối hợp linh hoạt, ăn khớp giữa hoạt động dạy của GV với hoạt động học của HS. Dƣới sự hƣớng dẫn của GV, HS thực hiện các thao tác, các hành động học tập để chiếm lĩnh những kiến thức và kĩ năng mới. Sau khi chiếm lĩnh kiến thức, kĩ năng trên lớp HS tiếp tục tự học để hiểu, ghi nhớ và vận dụng vào bài tập để rèn luyện Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 17 kĩ năng, tái hiện bằng ngôn ngữ nói hoặc viết, tự kiểm tra điều chỉnh, khắc sâu kiến thức, kĩ năng để vận dụng sáng tạo vào hoàn cảnh mới. 1.2.2. Các phương pháp dạy học tích cực 1.2.2.1.Những dấu hiệu đặc trưng của phương pháp dạy học tích cực. - Dạy học thông qua việc tổ chức các hoạt động học tập của HS Nét đặc thù của hoạt động dạy học là: HS vừa là đối tƣợng vừa là chủ thể của quá trình dạy học. HS không chỉ tiếp thu những kiến thức từ ngƣời dạy, mà phải thông qua hoạt động tự lực để chiếm lĩnh nó và làm biến đổi bản thân. Tâm lí học sƣ phạm cũng khẳng định rằng: nhân cách của trẻ đƣợc hình thành và phát triển thông qua các hoạt động có ý thức của chủ thể. Vì vậy có thể nói, hoạt động học là cách tốt nhất để làm biến đổi chính ngƣời học. Dạy học không còn là sự truyền thông tin từ thầy sang trò, thầy không còn là ngƣời truyền thông tin mà phải là ngƣời tổ chức, hƣớng dẫn, diều khiển các hoạt động học tập của HS. - Chú trọng rèn luyện phương pháp tự học hơn là việc truyền thụ kiến thức Diesteweg viết: “Ngƣời thầy giáo tồi truyền đạt chân lí, ngƣời thầy giáo giỏi dạy cách tìm ra chân lí”. Rèn luyện cho HS phƣơng pháp tự học không chỉ là biện pháp nhằm nâng cao hiệu quả dạy học mà còn là mục tiêu của dạy học. Con ngƣời đƣợc đào tạo trƣớc hết phải là con ngƣời năng động, có tính tích cực, có khả năng tự học, tự nghiên cứu để tự hoàn thiện mình. Mặt khác, trong một thời gian ngắn nhà trƣờng không thể trang bị kịp cho HS những kiến thức cần thiết trong kho tàng kiến thức của nhân loại đang ngày một phong phú thêm. Do vậy, GV phải tìm cách hình thành ở HS phƣơng pháp và năng lực tự học, tự nghiên cứu để có thể tự chiếm lĩnh kiến thức và hoàn thiện bản thân sau này. - Tăng cường tính tự lực của cá nhân HS đồng thời chú trọng phối hợp tương tác GV- HS và tương tác nhóm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 18 Phƣơng pháp dạy học tích cực đòi hỏi sự cố gắng và nỗ lực của mỗi HS trong quá trình tự chiếm lĩnh kiến thức mới. Vì vậy, phải chú ý đến vai trò của từng cá nhân trong hoạt động dạy học. Tuy nhiên, vai trò cá nhân chỉ có thể phát huy tốt thông qua sự tƣơng tác giữa GV và HS, giữa HS và HS và tƣơng tác giữa các nhóm với nhau, đó chính là phƣơng pháp học tập hợp tác. Trong phƣơng pháp này, ngƣời ta đề cao vai trò giao tiếp giữa HS và HS. Để phát huy vai trò của HS ngƣời ta thƣờng tổ chức việc học tập hợp tác theo kiểu nhóm, tổ từ 4 đến 6 ngƣời. Học tập nhóm, tổ tạo cho HS có nhiều cơ hội bộc lộ suy nghĩ, hiểu biết và thái độ của mình, cũng nhƣ biết cách bảo vệ ý kiến của mình. Đó là cách tốt nhất để hình thành cho HS tính tích cực, độc lập và sáng tạo trong suy nghĩ, cũng nhƣ hành động. - Kết hợp đánh giá của GV và tự đánh giá của HS Quá trình dạy học bao gồm hai hoạt động dạy và học, với hai chủ thể là GV và HS. Trong quá trình này luôn có sự điều chỉnh và tự điều chỉnh. Vì vậy, ngoài sự đánh giá của GV, phải có sự tự đánh giá của HS. Qua tự đánh giá, HS sẽ đƣa ra những nhận định về bản thân và tự điều chỉnh cách học của mình cho phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả học tập. Trong phƣơng pháp dạy học tích cực, ngƣời ta chú trọng đến việc dạy cho HS cách tự học đi kèm theo là năng lực tự đánh giá của HS. Thiếu năng lực này HS không thể tự điều chỉnh cách học của mình và không hoàn chỉnh đƣợc phƣơng pháp tự học. Nhƣ vậy, năng lực tự học luôn gắn liền với năng lực tự đánh giá, tự điều chỉnh, mà tự học là dấu hiệu của phƣơng pháp tích cực. Do vậy, khả năng rèn luyện năng lực tự đánh giá của HS cũng là một dấu hiệu của phƣơng pháp dạy học tích cực. 1.2.2.2. Một số phương pháp dạy học tích cực Phƣơng pháp dạy học tích cực không phải là một phƣơng pháp dạy học cụ thể, chuyên biệt nào đó, cũng không phải là sự phủ nhận các phƣơng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 19 pháp dạy học truyền thống mà là muốn nhấn mạnh một định hƣớng khai thác mặt tích cực của các phƣơng pháp dạy học hiện có. Những phƣơng pháp nhƣ thuyết trình, đàm thoại…vẫn rất cần thiết trong quá trình dạy học. Điều cốt yếu là phải lựa chọn và vận dụng các phƣơng pháp sao cho phù hợp với nội dung của bài dạy và đặc biệt là phù hợp với đối tƣợng HS, trong đó cần chú ý khai thác và sử dụng các kĩ thuật dạy học nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức và phát triển tƣ duy HS, hình thành cho các em khả năng độc lập, năng động, sáng tạo trong việc tiếp thu và xử lí thông tin, cũng nhƣ trong việc giải quyết những công việc cụ thể sau này. a) Sử dụng phương pháp thuyết trình theo hướng tích cực hoá hoạt động của HS Phƣơng pháp thuyết trình là một phƣơng pháp dạy học trong đó GV dùng lời nói, chữ viết để trình bày, giảng giải nội dung bài học, còn HS chủ yếu thụ động nghe, nhìn, ghi chép, tái hiện và ghi nhớ nội dung bài học. Phƣơng pháp thuyết trình gồm các bƣớc sau: - Bƣớc 1: Đặt vấn đề Mục đích của việc này là nhằm thu hút sự chú ý của HS và tạo tâm thế học tập, thiết lập mối quan hệ giữa kiến thức cũ và kiến thức mới, đồng thời giới thiệu mục tiêu của bài học. Cách đặt vấn đề có thể là dựa vào kiến thức, vốn sống, kinh nghiệm đã có của HS hoặc dựa vào các tƣ liệu về lịch sử phát triển khoa học Vật lí, hoặc dựa vào hiện tƣợng thực tế có liên quan… - Bƣớc 2: Giải quyết vấn đề Giải quyết theo từng nội dung trong bài, chú ý các đoạn chuyển tiếp giữa các phần, minh hoạ- giải thích, nêu vấn đề và giải quyết…Có thể giải quyết vấn đề theo con đƣờng qui nạp hoặc diễn dịch tuỳ theo đặc điểm nội dung bài học. - Bƣớc 3: Kết luận Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 20 Tóm tắt những nội dung trọng tâm, hệ thống hoá và chỉ ra lôgic giữa các đơn vị kiến thức trong bài, củng cố bài học và giao nhiệm vụ tiếp cho HS. Phƣơng pháp này có ƣu điểm là GV chủ động về mặt thời gian và kế hoạch lên lớp, do đó cũng chủ động thiết kế lôgic nội dung, cập nhật bổ sung kiến thức, tiết kiệm thời gian. Tuy nhiên, nhƣợc điểm lớn nhất của phƣơng pháp này là là HS thụ động, việc truyền thụ kiến thức dễ mang tính áp đặt. Do vậy, khi sử dụng phƣơng pháp này, cần chú ý các điểm sau: + Lời giảng của GV phải đủ to, rõ, không vi phạm các qui luật lôgic. + Tốc độ vừa phải, có định hƣớng ghi chép, theo dõi của HS. + Biết dừng đúng lúc với thời gian hợp lí. + Nội dung bài thuyết trình phải lôgic. + Tƣ thế, tác phong và cách diễn đạt của GV phải hấp dẫn, lôi cuốn HS. b) Sử dụng phương pháp đàm thoại theo hướng tích cực hoá hoạt động học tập của HS Phƣơng pháp đàm thoại là phƣơng pháp trong đó GV đặt ra một hệ thống câu hỏi, HS sẽ trả lời hay trao đổi với GV hoặc tranh luận giữa các thành viên trong lớp với nhau, qua đó HS sẽ củng cố, ôn tập kiến thức cũ và tiếp thu đƣợc kiến thức mới. Trong hệ thống câu hỏi, ngoài các câu hỏi chính còn có những câu hỏi phụ để gợi ý khi HS gặp khó khăn. Ngƣời ta thƣờng chia ra hai dạng đàm thoại chính là: + Đàm thoại tái hiện: các câu hỏi, vấn đề do GV đặt ra đòi hỏi HS nhớ, tái hiện lại kiến thức, kinh nghiệm đã có thì có thể giải quyết đƣợc. Loại này chủ yếu dùng để ôn tập, củng cố kiến thức. + Đàm thoại gợi mở hay vấn đáp tìm tòi: Trong vấn đáp tìm tòi GV luôn đóng vai trò chỉ đạo, điều khiển hoạt động của HS. Hệ thống câu hỏi của GV giữ vai trò chỉ đạo, định hƣớng hoạt động nhận thức của HS. Trật tự lôgic của câu hỏi góp phần hƣớng dẫn HS từng bƣớc phát hiện ra bản chất của sự vật, qui luật của hiện tƣợng và quá trình Vật lí. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 21 Muốn nâng cao hiệu quả của phƣơng pháp vấn đáp tìm tòi, GV cần đầu tƣ nâng cao chất lƣợng của các câu hỏi. Giảm bớt các câu hỏi có yêu cầu thấp về mặt nhận thức (chỉ đòi hỏi tái hiện kiến thức). Tăng dần số câu hỏi có yêu cầu cao về mặt nhận thức (câu hỏi có sự thông hiểu và sáng tạo trong vận dụng kiến thức để trả lời câu hỏi, cũng nhƣ đòi hỏi cả sự phân tích, hệ thống hoá, khái quát hoá…kiến thức). Loại câu hỏi thứ hai có tác dụng kích thích tƣ duy tích cực của HS. Tuy nhiên, cũng không nên xem thƣờng loại câu hỏi thứ nhất, vì không tích luỹ kiến thức đến một mức độ nhất định nào đó thì khó mà tƣ duy sáng tạo. c) Dạy học theo nhóm Theo cách dạy này, lớp học đƣợc chia thành nhiều nhóm nhỏ, mỗi nhóm từ 4 đến 6 HS. Tuỳ vào mục đích sƣ phạm và vấn đề học tập mà GV phân nhóm cho thích hợp. Nhóm đƣợc duy trì ổn định hoặc thay đổi theo từng tiết học, các nhóm đƣợc giao cùng một nhiệm vụ hoặc giao những nhiệm vụ khác nhau. Trong mỗi nhóm có nhóm trƣởng, nhóm trƣởng chịu trách nhiệm phân chia công việc cho các nhóm viên thực hiện một phần công việc của nhóm. Trong thực hiện công việc, các thành viên trong nhóm làm việc tích cực và tạo không khí thi đua với các nhóm khác. GV cần có biện pháp để tạo ra không khí thi đua này. Kết quả làm việc của mỗi nhóm sẽ đóng góp vào kết quả chung của cả lớp. Mỗi nhóm sẽ trình bày kết quả của mình trƣớc toàn lớp và các nhóm có thể trao đổi, tranh luận với nhau về kết quả của nhóm khác cũng nhƣ kết quả của nhóm mình. Tiến trình dạy học theo nhóm (có thể là một phần tiết học, một tiết học…) gồm những bƣớc sau: - Bƣớc 1: GV làm việc chung với cả lớp + Nêu vấn đề, xác định nhiệm vụ nhận thức. + Tổ chức các nhóm, giao nhiệm vụ cụ thể cho từng nhóm. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 22 + Hƣớng dẫn tiến trình hoạt động cho từng nhóm. - Bƣớc 2: HS làm việc theo nhóm + Nhóm trƣởng phân công công việc cho từng thành viên. Từng cá nhân thực hiện nhiệm vụ đƣợc phân công. + Trao đổi ý kiến thảo luận trong nhóm. + Cử đại diện để trình bày kết quả làm việc của nhóm. - Bƣớc 3: Thảo luận, tổng kết trước toàn lớp + Các nhóm lần lƣợt báo cáo kết quả. + Các nhóm trao đổi, thảo luận chung. + GV nhận xét, bổ sung, hoàn chỉnh và đƣa ra kết luận cuối cùng. Chỉ ra những kiến thức HS cần lĩnh hội. Với phƣơng pháp dạy học hợp tác nhóm, cho phép các thành viên trong nhóm chia sẻ kinh nghiệm và những hiểu biết cho nhau, cũng nhƣ những vƣớng mắc, những băn khoăn suy nghĩ của bản thân. Nhờ sự trao đổi, thảo luận giữa các thành viên trong nhóm và giữa các nhóm giúp cho HS dễ hiểu và dễ nhớ bài hơn. Tuy nhiên, việc tổ chức cho HS học tập theo nhóm ngay tại lớp bị hạn chế bởi không gian chật hẹp của lớp học, bởi thời gian hạn định của tiết học nên GV phải biết tổ chức hợp lí mới có kết quả. Không nên lạm dụng các hoạt động nhóm và cần đề phòng xu hƣớng hình thức. Cần lƣu ý, trong hoạt động nhóm, tƣ duy tích cực của HS phải đƣợc phát huy và ý nghĩa quan trọng của nó là rèn luyện năng lực hợp tác giữa các thành viên trong tổ chức lao động. c) Dạy học theo lí thuyết kiến tạo - Cơ sở của lí thuyết kiến tạo + Học trong hoạt động. Học là một hoạt động đặc thù của con ngƣời, trong đó ngƣời học vừa là chủ thể, vừa là đối tƣợng tác động. Bởi vậy, cách học tốt nhất là học trong Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 23 hoạt động và thông qua hành động. Do đó, thầy giáo phải tổ chức tình huống để đƣa HS vào hoạt động, qua đó HS kiến tạo đƣợc kiến thức, phát triển trí tuệ và nhân cách. + Học là sự vƣợt qua khó khăn về nhận thức. Những quan niệm sai lầm thƣờng tạo nên những trở lực cho HS trong quá trình nhận thức. Vì thế, ngƣời ta nói rằng dạy học là xây dựng cái mới trên nền cái cũ. + Học trong sự tƣơng tác. Thông qua sự tƣơng tác giúp cho HS hiểu rõ và nắm vững hơn các kiến thức khoa học. Do đó, việc học của HS sẽ thuận lợi và hiệu quả hơn. Thông qua thảo luận, tranh luận kiến thức đến với HS sẽ tự nhiên hơn, không áp đặt và gƣợng ép. + Học thông qua hoạt động giải quyết vấn đề. Thƣờng trƣớc những vấn đề đƣợc HS chấp nhận, thì các em có hứng thú và nhu cầu tìm cách giải quyết. Chính sự tò mò đã tạo cho các em quyết tâm tìm tòi câu trả lời. Đây là yếu tố tạo nên sự tích cực của hoạt động nhận thức ở HS. - Tiến trình dạy học theo lí thuyết kiến tạo Dạy học theo lí thuyết kiến tạo gồm ba pha: + Pha chuyển giao nhiệm vụ. Trong pha này ta cần làm cho HS ý thức đƣợc nhiệm vụ học tập. + Pha hành động giải quyết vấn đề. Dƣới sự hƣớng dẫn và giúp đỡ của GV, HS tham gia hoạt động để xây dựng kiến thức cho bản thân. + Pha tranh luận hợp thức hoá kiến thức và vận dụng kiến thức mới. Các kiến thức mà HS đƣa ra có khi chƣa đầy đủ, chƣa thật chính xác và khoa học. Vì vậy, GV cần tổ chức cho HS tranh luận, qua đó bổ sung, chỉnh lí Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 24 và hoàn chỉnh kiến thức mà HS cần thu nhận. Cuối cùng, GV tổ chức cho HS vận dụng kiến thức mới vào những tình huống tƣợng tự. - Hoạt động của GV trong dạy học theo lí thuyết kiến tạo + Tạo không khí học tập. + Tạo điều kiện để HS bộc lộ quan niệm riêng. + Tổ chức cho HS tranh luận về những quan niệm của mình. + Trọng tài trong những trƣờng hợp ý kiến tranh luận không ngã ngũ. + Tạo điều kiện và giúp HS nhận ra các quan niệm sai lầm của mình và tự giác khắc phục chúng. + Trình bày tính hiển nhiên của các quan niệm khoa học. + Tổ chức cho HS vận dụng kiến thức thu nhận. Các phƣơng pháp dạy học tích cực hình thành và phát triển từ lâu, tuy nhiên do những yêu cầu đổi mới giáo dục nhằm đào tạo thế hệ trẻ thành những con ngƣời phát triển, năng động và sáng tạo, nên các phƣơng pháp này ngày càng đƣợc đặc biệt quan tâm hơn. Trong các phƣơng pháp dạy học tích cực, ngƣời ta đề cao vai trò hoạt động của HS, nhƣng không hề hạ thấp hay giảm nhẹ vai trò của GV. Trái lại, GV càng có vai trò quan trọng hơn và đƣợc chuyển đổi từ vai trò là ngƣời truyền đạt kiến thức sang vai trò là ngƣời tổ chức, điều khiển, hƣớng dẫn hoạt động nhận thức của HS 12 . 1.3. Khái niệm, định luật Vật lí và thực trạng dạy- học các khái niệm và định luật Vật lí ở trƣờng THPT miền núi hiện nay. 1.3.1. Khái niệm Vật lí. 1.3.1.1.Khái niệm Vật lí. Khái niệm là một tƣ tƣởng phản ánh những dấu hiệu bản chất, khác biệt của các sự vật hiện tƣợng của hiện thực. Khái niệm là kết quả của những quá trình trừu tƣợng hoá, của sự tổng hợp khái quát biện chứng, đó là một hình thức tƣ duy phản ánh những dấu hiệu chung và bản chất của các sự vật, hiện tƣợng trong thế giới khách quan. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 25 Khi tiếp xúc và quan sát các vật thể, các hiện tƣợng Vật lí, ta nhận thấy chúng có dấu hiệu giống nhau. Các dấu hiệu chung ấy trong hàng loạt các sự vật khác nhau chỉ phản ánh một mặt nào đó của hiện tƣợng, một tính chất nào đó của vật thể đƣợc chọn lọc, xác định, đƣợc định nghĩa và trở thành khái niệm Vật lí 10 . Khái niệm Vật lí là kết quả của những quá trình trừu tƣợng hoá, khái quát hoá mà trong đó diễn ra sự phản ánh những dấu hiệu chung bản chất của các đối tƣợng, hiện tƣợng Vật lí. Những dấu hiệu này cho phép ta xác định (định nghĩa) đối tƣợng, phân biệt nó với các đối tƣợng, hiện tƣợng khác 21 . 1.3.1.2. Các đặc điểm của khái niệm Vật lí. Khái niệm Vật lí là hình thức cơ bản của nhận thức lí tính, hình thành do kết quả của hoạt động tƣ duy, là giai đoạn cao nhất của sự phản ánh thế giới vào trong nhận thức của con ngƣời. Mỗi khái niệm có một nội hàm riêng, nội hàm này đƣợc xác định bởi một tập hợp những dấu hiệu chung, thuộc tính bản chất Vật lí nào đó. Khái niệm Vật lí dù cụ thể, dễ hiểu hay trừu tƣợng khó hiểu, song luôn phản ánh đúng đắn một thuộc tính nhất định của thế giới khách quan. Khái niệm Vật lí có tính chất trừu tƣợng và khái quát, nó khác về chất so với cảm giác, tri giác và biểu tƣợng. Quá trình hình thành khái niệm về đại lƣợng Vật lí đƣợc thực hiện từng bƣớc, từ việc mở ra các tính chất định tính đến việc nghiên cứu mối liên hệ định lƣợng của các sự vật, hiện tƣợng, dẫn đến các biểu thức, định nghĩa bằng lời. Việc vận dụng khái niệm nảy sinh nhu cầu đo đạc, tính toán và xác lập đơn vị đo của đại lƣợng Vật lí. Một số khái niệm Vật lí đƣợc hình thành trong cả một quá trình nhận thức. Trong quá trình ấy khái niệm đƣợc mở rộng, củng cố, đƣợc vận dụng theo nhiều khía cạnh khác nhau. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 26 Khái niệm Vật lí rất nhiều vẻ, nội dung rộng hẹp khác nhau, có khái niệm định tính, có khái niệm mang cả tính chất định tính lẫn định lƣợng. Dung lƣợng của khái niệm đƣợc xác lập bởi tập hợp những đối tƣợng Vật lí có cùng những dấu hiệu và thuộc tính bản chất, phản ánh những tính chất chung của khái niệm. Các thuộc tính, dấu hiệu và quan hệ khác biệt không thể hiện bản chất mức độ nhƣ nhau trong các khái niệm. Mỗi khái niệm đều nằm trong mối quan hệ nào đó với các khái niệm khác trong quá trình nhận thức tiếp theo về thế giới, dẫn đến hình thành những khái niệm mới phản ánh sâu sắc hơn bản chất của sự vật. Nói cách khác, khái niệm mới xuất hiện do nhu cầu giải quyết một mâu thuẫn giữa sự hiểu biết đã có và sự chƣa hiểu biết và cũng là kết quả của sự giải quyết mâu thuẫn đó. Ví dụ: để mô tả tính chất nhanh hay chậm của các chuyển động thẳng đều thì ta dùng khái niệm vận tốc là đủ. Nhƣng khi nghiên cứu chuyển động của các hòn bi trên các mặt phẳng nghiêng khác nhau, ta thấy một hiện tƣợng mới là vận tốc của chúng thay đổi, tăng dần và khác nhau. Dùng đại lƣợng Vật lí nào trong các khái niệm đã biết (đƣờng đi, thời gian hay vận tốc) biểu thị đƣợc tính chất mới đó. Mâu thuẫn xuất hiện và chỉ có thể giải quyết mâu thuẫn đó bằng cách xây dựng một khái niệm mới: khái niệm gia tốc. Khái niệm Vật lí xuất hiện ở một thời kì nào đó phản ánh một trình độ nhận thức nhất định của con ngƣời lúc đó. Nội dung khái niệm đƣợc bổ sung, phát triển và biến đổi phù hợp với trình độ khoa học đƣơng thời. Ví dụ: trong cơ học cổ điển, khối lƣợng, chiều dài và thời gian đều bất biến, nhƣng trong cơ học tƣơng đối tính (v c) thì chúng lại là hàm của vận tốc của vật: m = 22 0 /1 cv m ; l = l0 22 /1 cv ; 22 0 /1 cv t t Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 27 1.3.1.3. Các loại khái niệm Vật lí. Khái niệm Vật lí có hai loại chính: khái niệm định tính và khái niệm định lƣợng. Khái niệm định tính miêu tả các hành vi của tự nhiên nhƣng không phục tùng một quá trình đo nào và về nguyên tắc không phải đo, bao gồm các khái niệm về hiện tƣợng, sự vật cụ thể, hạt vĩ mô, trƣờng Vật lí, các thuộc tính Vật lí… Khái niệm định lƣợng: đối tƣợng tƣ duy là những đại lƣợng có thể miêu tả các hành vi của tự nhiên phục tùng theo những quá trình đo và về nguyên tắc có thể đo hoặc xác định đƣợc, thƣờng đƣợc biểu diễn bằng các biểu thức toán học, bao gồm khái niệm về các đại lƣợng Vật lí, về đơn vị… 10 Trong các loại khái niệm Vật lí thì khái niệm về đại lƣợng Vật lí có tầm quan trọng đặc biệt. Mỗi một đại lƣợng Vật lí đều có hai đặc điểm: đặc điểm định tính và đặc điểm định lƣợng. Đặc điểm định tính là biểu thị một tính chất Vật lí nào đó của sự vật, hiện tƣợng. Đặc điểm định lƣợng cho ta biết cách đo cƣờng độ lớn hay nhỏ, mạnh hay yếu của tính chất Vật lí đó. Những khái niệm về đại lƣợng Vật lí đƣợc đặc trƣng bởi sự thống nhất giữa đặc điểm định tính và đặc điểm định lƣợng. Những định nghĩa của các đại lƣợng Vật lí đƣợc phát biểu rõ ràng, chính xác. Phân tích nội dung định nghĩa một đại lƣợng Vật lí xác định, cần thấy rõ cả dấu hiệu định tính lẫn dấu hiệu định lƣợng. Một đại lƣợng Vật lí biểu thị số đo định lƣợng một tính chất Vật lí nào đó của sự vật, hiện tƣợng. Sự thông hiểu kiến thức về một đại lƣợng Vật lí phải thể hiện ở chỗ phản ánh đƣợc mối liên hệ giữa hai mặt định tính và định lƣợng của một tính chất Vật lí xác định. Nói cách khác, qua định nghĩa một đại lƣợng Vật lí phải trả lời đƣợc các câu hỏi theo cả hai chiều: đại lƣợng này biểu thị số đo định lƣợng của tính chất Vật lí gì? Dựa vào cái gì để xác định (biểu thị) đƣợc số đo định lƣợng của tính chất Vật lí này? Nghĩa là nếu xuất phát từ dấu hiệu định lƣợng thì cần tìm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 28 hiểu, làm sáng tỏ dấu hiệu định tính, và ngƣợc lại, nếu xuất phát từ dấu hiệu định tính thì cần làm sáng tỏ dấu hiệu định lƣợng của tính chất Vật lí đang xét. Trong việc dạy học kiến thức về một đại lƣợng Vật lí, đòi hỏi GV phải định hƣớng, kiểm tra nhận thức của HS về cả hai khía cạnh định tính và định lƣợng trong khái niệm về đại lƣợng đó và đi đến diễn đạt bằng lời định nghĩa đại lƣợng. Khái niệm về một đại lƣợng Vật lí đƣợc xây dựng trong quá trình xem xét sự vật hiện tƣợng Vật lí, phân tích các kết quả quan sát, thực nghiệm hoặc các kết quả suy luận, tính toán lí thuyết, nhận ra đƣợc sự tồn tại của một tính chất nào đó của sự vật hiện tƣợng liên quan đến sự tồn tại của một mối tƣơng quan bất biến nào đó ở tất cả các sự vật hiện tƣợng cụ thể thuộc cùng một lớp, có thể biểu đạt bằng cùng một biểu thức toán học, nhƣng giá trị định lƣợng của biểu thức này tƣơng ứng với mỗi trƣờng hợp cụ thể khác nhau là khác nhau. Các đại lƣợng Vật lí có thể là đại lƣợng vô hƣớng (ví dụ: khối lƣợng, công, năng lƣợng…) hoặc đại lƣợng véc tơ (ví dụ: vận tốc, gia tốc, lực, động lƣợng…). Vì vậy, trong việc dạy học các khái niệm về đại lƣợng Vật lí cụ thể, GV cần làm cho HS nắm vững tính chất vô hƣớng hay tính chất véc tơ của đại lƣợng Vật lí cụ thể đang nghiên cứu. Trị số của một đại lƣợng Vật lí cụ thể đƣợc xác định theo đơn vị đo của của đại lƣợng đó. Đối với các đại lƣợng Vật lí cơ bản (ví dụ: khối lƣợng, chiều dài…), đơn vị đo là một mẫu cụ thể đƣợc xác định theo quy ƣớc. Còn đối với các đại lƣợng Vật lí dẫn xuất (ví dụ: vận tốc, gia tốc, lực…) thì đơn vị đo đƣợc xác định tuỳ thuộc vào mối liên hệ của đại lƣợng đó với các đại lƣợng Vật lí cơ bản đã chọn. Một trong những yêu cầu của việc dạy học kiến thức Vật lí là phải đảm bảo cho HS nắm vững đƣợc đơn vị đo của đại lƣợng Vật lí đó. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 29 Ngƣời ta còn phân biệt các đại lƣợng có thứ nguyên (ví dụ: vận tốc, động lƣợng…) và các đại lƣợng không có thứ nguyên (ví dụ: hệ số ma sát, hằng số điện môi…). Một đại lƣợng Vật lí bao giờ cũng có mối liên hệ nào đó với các đại lƣợng khác bằng một công thức toán học cụ thể. Nói cách khác, công thức Toán- Vật lí biểu thị mối liên hệ đa phƣơng của một đại lƣợng Vật lí. Mặt khác, một đại lƣợng Vật lí lại có thể có mặt trong nhiều mối liên hệ khác nhau đối với các đại lƣợng Vật lí khác, nghĩa là có thể có nhiều công thức khác nhau cùng chứa một đại lƣợng Vật lí nhất định (ví dụ: đại lƣợng gia tốc trong các công thức xác định lực, vận tốc, đƣờng đi…). Vì vậy, muốn HS hiểu sâu sắc và vận dụng đƣợc kiến thức về các đại lƣợng Vật lí thì trong quá trình dạy học, GV cần hƣớng dẫn HS hệ thống hoá kiến thức và vận dụng kiến thức để nắm đƣợc đầy đủ các mối liên hệ có liên quan đến từng đại lƣợng Vật lí đã học. Sau đây, ta chỉ đề cập đến việc hình thành khái niệm về đại lƣợng Vật lí. Việc hình thành các khái niệm Vật lí khác chỉ có mặt định tính (ví dụ: khái niệm chân không, sự rơi, sự nhiễm điện, tia sáng, thấu kính…) thì đơn giản hơn và cũng gồm một số giai đoạn giống nhƣ các giai đoạn hình thành một đại lƣợng Vật lí. 1.3.1.4. Các giai đoạn điển hình của quá trình hình thành những khái niệm về đại lượng Vật lí. Không thể đƣa ra một sơ đồ chung, duy nhất cho việc hình thành tất cả các khái niệm về đại lƣợng Vật lí, bởi vì tính chất muôn hình muôn vẻ của các sự kiện và hiện tƣợng Vật lí. Ngay trong lịch sử Vật lí học, ta thấy con đƣờng phát hiện ra những đặc tính của sự vật, hiện tƣợng Vật lí và xây dựng những khái niệm tƣơng ứng cũng rất đa dạng, phức tạp, nhiều khi rất quanh co trong một thời gian dài. Mặt khác, đặc điểm của các lớp HS cũng rất đa dạng, làm cho quá trình hình thành các khái niệm Vật lí cũng rất khác nhau. Dƣới đây, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 30 ta chỉ vạch ra những giai đoạn điển hình của quá trình đó và nội dung chính của mỗi giai đoạn. Khi vận dụng vào xây dựng từng khái niệm cụ thể, ta có thể thay đổi ngay cả trình tự các giai đoạn cũng nhƣ những hành động cụ thể trong mỗi giai đoạn cho thích hợp nhằm đạt kết quả cao nhất. - Giai đoạn 1: Phát hiện đặc điểm định tính của khái niệm. Nhƣ trên đã nói, trong dạy học Vật lí, một khái niệm mới đƣợc xây dựng để giải quyết một mâu thuẫn giữa sự hiểu biết đã có và sự chƣa hiểu biết, có nghĩa là: những khái niệm đã có chƣa đủ để mô tả, lí giải đƣợc những sự vật, hiện tƣợng mới xuất hiện. Bởi vậy, trƣớc hết, GV cần tạo điều kiện để HS ý thức đƣợc mâu thuẫn đó, phát hiện đƣợc những mặt mới của sự vật hiện tƣợng mà nếu dùng những khái niệm đã biết thì không thể hiểu đƣợc. Muốn thế, GV tạo ra một tình huống, trong đó xuất hiện tính chất mới của sự vật, hiện tƣợng. Ví dụ: GV có thể giới thiệu (hoặc yêu cầu HS nhớ lại) sự kiện gần gũi với đời sống hằng ngày của HS, sử dụng một thí nghiệm đơn giản để làm xuất hiện một hiện tƣợng mới, làm một bài tập vận dụng khái niệm cũ để giải quyết một vấn đề mới. Nhƣng những cố gắng nỗ lực của HS trong việc sử dụng vốn kiến thức cũ, khái niệm cũ đều không giải quyết đƣợc nhiệm vụ đề ra, bắt buộc phải đƣa ra một khái niệm mới. Lúc đó, HS hiểu rõ việc đƣa ra khái niệm mới để làm gì, để đặc trƣng cho tính chất mới nào của sự vật, hiện tƣợng. Trả lời đƣợc câu hỏi đó chính là đã phát hiện đƣợc đặc điểm định tính của khái niệm. - Giai đoạn 2: Chỉ ra đặc điểm định lượng của khái niệm. Nói cách khác là chỉ rõ mối liên hệ định lƣợng giữa khái niệm mới với khái niệm cũ, cách xác định độ lớn của khái niệm mới. Đặc điểm định lƣợng phải thống nhất với đặc điểm định tính, phản ánh đƣợc đặc điểm định tính. Thông thƣờng, đặc điểm định lƣợng của đại lƣợng Vật lí mới đƣợc biểu diễn bằng một công thức toán học liên hệ giữa đại lƣợng mới với đại lƣợng cũ đã biết. Thƣờng có hai cách để tìm ra đặc điểm định lƣợng của khái niệm mới: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 31 + Cách 1: Nếu đã biết trƣớc đặc điểm định tính của khái niệm, ta có thể xuất phát từ đặc điểm định tính đó, dựa trên sự phân tích mối quan hệ giữa khái niệm mới với các khái niệm cũ, tìm ra một biểu thức định lƣợng giữa các khái niệm cũ, biểu thức này có giá trị càng lớn khi đặc tính mới của sự vật và hiện tƣợng có biểu hiện càng mạnh và ngƣợc lại. Ví dụ: ta tìm đƣợc biểu thức t s và nhận thấy nó có giá tri càng lớn khi chuyển động càng nhanh và ngƣợc lại. Vậy biểu thức t s này biểu thị tính chất nhanh hay chậm của chuyển động. + Cách 2: Nếu chƣa biết trƣớc đặc điểm định tính của khái niệm thì ta không thể dựa vào đặc điểm định tính để tìm đặc điểm định lƣợng mà phải làm một cách độc lập. Ta sử dụng những đại lƣợng và định luật đã biết để khảo sát một hiện tƣợng mới và tìm đƣợc một biểu thức luôn luôn có một giá trị không đổi khi các đại lƣợng có mặt trong biểu thức đó thay đổi, giá trị của biểu thức này chỉ phụ thuộc vào bản thân của sự vật, hiện tƣợng, mà không phụ thuộc vào các đại lƣợng bên ngoài. Biểu thức này đƣợc coi là đặc trƣng cho một tính chất nào đó của chính bản thân sự vật, hiện tƣợng mà ta chƣa biết, có thể dùng để đặc trƣng cho một tính chất nào đó của sự vật, hiện tƣợng. Phân tích ý nghĩa thực tiễn của biểu thức đó, ta sẽ biết đƣợc biểu thức đó đặc trƣng cho tính chất nào của sự vật, hiện tƣợng, nghĩa là tìm đƣợc đặc điểm định tính của khái niệm. Cũng có khi ta gọi đó là ý nghĩa Vật lí của biểu thức tìm đƣợc. Có nhiều trƣờng hợp, sau khi xác định đƣợc đặc điểm định lƣợng, ta mất rất nhiều thời gian mới tìm đƣợc đặc điểm định tính hay ý nghĩa Vật lí của biểu thức định lƣợng. Ví dụ: khi khảo sát sự va chạm giữa hai vật có khối lƣợng m1 và m2, ngƣời ta nhận thấy rằng: tổng các tích mv của chúng (m1v1 + m2v2) luôn luôn là một hằng số, không phụ thuộc vào cách thức va chạm: m1v1 + m2v2 = ' 22 ' 11 vmvm . Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 32 Vậy tích mv của các vật có một ý nghĩa, vai trò quan trọng trong tƣơng tác giữa hai vật, nó chắc chắn đặc trƣng cho một đặc tính nào đó của hai vật tƣợng tác. Ta tạm đặt cho nó một cái tên là động lƣợng của vật. Một sự phân tích tỉ mỉ về sau mới thấy đƣợc động lƣợng đặc trƣng cho chuyển động của vật xét về mặt động lực học, hoặc động lƣợng là số đo chuyển động cơ học của vật. + Cách 3: Vì đặc điểm định lƣợng của khái niệm về đại lƣợng Vật lí biểu thị một mối quan hệ khách quan giữa khái niệm mới với các khái niệm cũ nên nhiều khi nó cũng xuất hiện đồng thời với định luật Vật lí biểu thị mối quan hệ đó. Ví dụ: đại lƣợng mv trong cách 2 nêu ở trên cũng nằm trong công thức của định luật bảo toàn động lƣợng. Công thức của định luật II Niutơn F = ma cũng chính là công thức của khái niệm lực. - Giai đoạn 3: Định nghĩa đại lượng Vật lí. Định nghĩa khái niệm là quá trình nhận thức, làm rõ các thuộc tính bản chất của các sự vật, hiện tƣợng, làm rõ mối quan hệ giữa chúng. Định nghĩa cần dựa trên các cứ liệu thực tế, tuân theo các qui tắc: phải tƣơng xứng, không đƣợc vòng quanh luẩn quẩn, không đƣợc phủ định nhau, ngắn gọn, rõ nghĩa. Theo lôgic học, khi định nghĩa một khái niệm, ta phải thực hiện hai nhiệm vụ: + Phân biệt sự vật cần định nghĩa với tất cả những sự vật khác tiếp cận với nó. + Vạch ra những dấu hiệu bản chất của sự vật cần định nghĩa (nội hàm của khái niệm). Để thực hiện đƣợc hai nhiệm vụ ấy, trong lôgic học, thƣờng dùng phổ biến là định nghĩa thông qua giống và khác biệt về loài. Công thức chung của loại định nghĩa này là: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 33 Khái niệm muốn định nghĩa = Khái niệm giống + Thuộc tính bản chất của loài Ví dụ: Động năng là năng lƣợng do chuyển động mà có. Nhƣ vậy, muốn định nghĩa động năng, ta phải đƣa ra một khái niệm đã biết có ngoại diên bao trùm lên ngoại diên của khái niệm cần định nghĩa, là khái niệm năng lƣợng (giống), sau đó nêu thêm những thuộc tính bản chất của động năng (loài) là do chuyển động mà có để phân biệt với các dạng năng lƣợng khác nhƣ thế năng. Tuy nhiên, trong Vật lí học, nhiều khi mỗi đại lƣợng vật lí thuộc một loại đặc biệt, không thể phân chia đƣợc theo giống và loài, mặc dù chúng có quan hệ chặt chẽ với nhau. Ví dụ: vận tốc v có quan hệ với đƣờng đi s và thời gian t theo công thức v = t s , nhƣng không thể nói vận tốc là cùng một giống với quãng đƣờng đi, chúng có bản chất khác nhau, biểu thị hai tính chất hoàn toàn khác nhau của chuyển động: vận tốc biểu thị tính chất nhanh hay chậm của chuyển động, còn đƣờng đi biểu thị khoảng cách giữa vị trí ban đầu và vị trí cuối của vật chuyển động. Bởi vậy, cách định nghĩa “vận tốc là quãng đƣờng đi đƣợc trong một đơn vị thời gian” sẽ dẫn tới sự hiểu lầm rằng vận tốc và quãng đƣờng đi có cùng bản chất. Với quan niệm nhƣ trên, đối với đa số các đại lƣợng Vật lí, ngƣời ta dùng hình thức định nghĩa thứ hai: định nghĩa bằng cách nêu toàn bộ nội hàm của khái niệm, nghĩa là nêu cả đặc điểm định tính và đặc điểm định lƣợng của khái niệm. Ví dụ: “Vận tốc là đại lƣợng Vật lí đặc trƣng cho tính chất nhanh hay chậm của chuyển động và đo bằng thƣơng số giữa quãng đƣờng đi đƣợc và thời gian để đi hết quãng đƣờng đó”. Đối với các đại lƣợng Vật lí, đặc điểm định lƣợng phản ánh đặc điểm định tính, thống nhất với đặc điểm định tính, nhƣng đặc điểm định lƣợng có vai trò nổi bật hơn do mối liên hệ với các đại lƣợng khác cũng nhƣ yêu cầu Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 34 phải đo lƣờng chính xác, cách diễn đạt bằng lời cũng gọn gàng rõ ràng hơn. Do đó, nhiều khi trong định nghĩa, ngƣời ta chỉ nêu đặc điểm định lƣợng của đại lƣợng Vật lí, còn đặc điểm định tính coi nhƣ giải thích ý nghĩa Vật lí của khái niệm, có thể diễn đạt bằng mệnh đề nằm ngoài định nghĩa. Ở trƣờng phổ thông, ta chỉ nên dùng hình thức gọn gàng trong trƣờng hợp việc diễn đạt đặc điểm định tính khá phức tạp. Ví dụ: khi mới bắt đầu nghiên cứu khái niệm công cơ học, ta chỉ có thể định nghĩa: “Công là đại lƣợng đo bằng tích số của lực F và quãng đƣờng đi s do tác dụng của lực, và cosin của góc giữa hƣớng của lực và hƣớng của đƣờng chuyển dời: A = F.s.cosin ”. Còn đặc điểm định tính của công thì mãi về sau mới xác định đƣợc: “Công là đại lƣợng biểu thị phần năng lƣợng truyền từ vật này sang vật khác hay biến đổi từ dạng này sang dạng khác”. - Giai đoạn 4: Xác định đơn vị đo. Đo một đại lƣợng Vật lí cần phải thoả mãn hai yêu cầu: + So sánh hai đại lƣợng cùng loại bằng nhau. Điều đó có nghĩa là phải chọn đƣợc một “vật mẫu” để so sánh với vật khác có đặc điểm định lƣợng bằng đặc điểm định lƣợng của vật mẫu. + Xác định đƣợc một đại lƣợng cùng loại với vật mẫu. Những yêu cầu này đặc biệt khó khăn khi “vật mẫu” lại là khái niệm trừu tƣợng. Trong Vật lí học, có hai loại đơn vị: đơn vị cơ bản và đơn vị dẫn xuất. Đơn vị cơ bản thì có thể tuỳ chọn, không phụ thuộc vào đơn vị đo các đại lƣợng khác (ví dụ: đơn vị đo độ dài, thời gian, khối lƣợng trong cơ học). Còn các đơn vị dẫn xuất đều đƣợc xác định dựa trên công thức định nghĩa của đại lƣợng vật lí muốn đo. Đơn vị để đo một đại lƣợng là một trƣờng hợp riêng, cụ thể của chính đại lƣợng đó. Ví dụ đơn vị đo chiều dài chỉ có thể là chiều dài của vật làm mẫu (cái thƣớc mét mẫu), đơn vị đo công suất chỉ có thể là công Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 35 suất của một máy làm mẫu. Trong khi định nghĩa đơn vị, ta phải xác định rõ vật làm mẫu đó. Trong trƣờng hợp vật làm mẫu ở trạng thái động thì định nghĩa khá phức tạp. Ví dụ “đơn vị gia tốc là gia tốc của một vật chuyển động, trong đó vận tốc của vật biến thiên đƣợc một lƣợng bằng một đơn vị vận tốc trong một đơn vị thời gian”. Không nên cho rằng việc định nghĩa đơn vị đo đại lƣợng nhƣ thế là “dài dòng”, “lủng củng”, rồi đi đến chỗ thực dụng chủ nghĩa, cho HS biết ngay tên cụ thể của các đơn vị vật lí. Chính thông qua định nghĩa đơn vị nhƣ trên, GV vạch rõ đƣợc cho HS cách đo một đại lƣợng Vật lí là so sánh nó với đại lƣợng cùng loại đã đƣợc chọn làm mẫu. Mặt khác, do việc định nghĩa đơn vị đƣợc tiến hành trên cơ sở công thức định nghĩa đại lƣợng đó nên có tác dụng củng cố khái niệm về đại lƣợng này. Ngoài ra, định nghĩa đơn vị đo nhƣ thế khiến HS hiểu đƣợc ý nghĩa của tên đơn vị đo, thấy đƣợc đơn vị đó phụ thuộc vào các đơn vị khác nhƣ thế nào. Do đó về sau, HS có thể biết cách suy ra đƣợc các đơn vị đo trong hệ thống đơn vị khác và biết cách đổi đơn vị. Cần lƣu ý rằng các công thức Vật lí, phƣơng trình Vật lí khác với các công thức, phƣơng trình toán học ở chỗ đòi hỏi sự bằng nhau về giá trị của độ lớn và về đơn vị, đó cũng là là một cơ sở để HS có thể tự kiểm tra sự đúng đắn của một công thức hay một phƣơng trình mà họ thiết lập đƣợc. - Giai đoạn 5: Vận dụng khái niệm vào thực tiễn. Sau khi định nghĩa khái niệm, ta thu đƣợc một sản phẩm trừu tƣợng và khái quát, tách rời khỏi những sự vật hiện tƣợng cụ thể. Nhƣng muốn sử dụng đƣợc khái niệm đó, ta lại cần biết những biểu hiện của nó trong thực tiễn, trên những sự vật hiện tƣợng cụ thể, phải vận dụng khái niệm mới để giải thích những sự vật hiện tƣợng cụ thể, dự đoán những dấu hiệu, những hiện tƣợng có thể cảm nhận đƣợc trong thực tiễn bằng giác quan, có thể đo lƣờng cụ thể. Nhờ thế mà hiểu sâu sắc hơn ý nghĩa Vật lí của khái niệm mới. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 36 Trong quá trình hƣớng dẫn HS vận dụng khái niệm vào thực tiễn GV có thể: Thông qua phân tích các ví dụ, bài toán thực tế, các sự kiện và hiện tƣợng Vật lí liên quan đến sự vật, hiện tƣợng vừa nghiên cứu cần làm sáng tỏ ý nghĩa, nội hàm và dung lƣợng của khái niệm, giúp HS thu nhận đƣợc những khía cạnh mới chƣa đề cập đầy đủ trong bài giảng, mở rộng hiểu biết về khái niệm. Quá trình vận dụng khái niệm vào thực hành đòi hỏi HS phải suy nghĩ, ôn luyện, tự lực giải quyết nhiệm vụ nhận thức, từ đó hình thành trong họ kĩ năng ứng dụng kiến thức đã học vào thực tiễn, củng cố kiến thức và phát triển trí lực ở họ 14 . Ví dụ: sau khi đã biết định nghĩa chung của lực, có thể yêu cầu HS xác định xem ta cần phải tác dụng lên một vật có khối lƣợng 2kg một lực là bao nhiêu để vật đó có thể chuyển động trên một mặt phẳng nằm ngang, ma sát không đáng kể và sau thời gian 10s (kể từ lúc tác dụng lực lên vật đang đứng yên), vật đi đƣợc quãng đƣờng là 10m? Trong quá trình vận dụng khái niệm vào thực tiễn, sẽ đến lúc ta gặp những sự kiện mới, đòi hỏi phải mở rộng, bổ sung thêm cho khái niệm đƣợc hoàn chỉnh. Tuy nhiên, việc mở rộng, bổ sung này còn phải tuỳ thuộc vào trình độ HS mà xác định các mức độ thích hợp. Ví dụ: khái niệm gia tốc đƣợc sơ bộ hình thành từ lớp 10, nhƣng đƣợc mở rộng, bổ sung đến tận lớp 12. 1.3.2. Định luật Vật lí. 1.3.2.1. Khái niệm định luật Vật lí. Theo V.I. Lênin: “Khái niệm về qui luật là một trong những mức độ nhận thức của con ngƣời về sự thống nhất và sự liên hệ, sự phụ thuộc lẫn nhau và sự toàn bộ của một quá trình trong vũ trụ. Định luật là phản ánh của vật chất tồn tại trong vận động”. Định luật Vật lí là mối liên hệ khách quan, phổ biến giữa các thuộc tính của các đối tƣợng, các quá trình và trạng thái đƣợc mô tả thông qua các đại Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 37 lƣợng Vật lí, tồn tại trong những điều kiện xác định và thể hiện khi những điều kiện này xuất hiện, tƣơng đối bền vững và có thể lặp lại. Các định luật vật lí mô tả những sự vật, hiện tƣợng trong tự nhiên có thể nhận biết đƣợc bởi con ngƣời. Chúng có thể đƣợc con phát hiện thông qua quan sát tự nhiên hoặc từ thí nghiệm, cũng có thể suy ra từ những định luật tổng quát đã biết thông qua lập luận lôgic hay toán học 14 . 1.3.2.2. Đặc điểm của định luật Vật lí. - Tính qui luật khách quan: Mọi hiện tƣợng trong vũ trụ đều diễn ra có qui luật ngoài ý muốn chủ quan của con ngƣời. Các hiện tƣợng và các thuộc tính Vật lí trong những điều kiện xác định có mối liên hệ biện chứng, đƣợc lặp đi lặp lại phản ánh tính qui luật của định luật Vật lí. Tính qui luật của các hiện tƣợng Vật lí là đặc điểm cơ bản của các định luật Vật lí. Điều này có nghĩa là trong những điều kiện nhất định, định luật phải đúng ở mọi nơi, mọi lúc và cho thấy phạm vi tác dụng của các định luật Vật lí không giống nhau. - Tính khái quát: Định luật Vật lí là kết quả của một quá trình khảo sát các đối tƣợng Vật lí, nghiên cứu các đặc trƣng, mối liên hệ của các đại lƣợng Vật lí từ các số liệu, sự kiện thực tế hoặc thí nghiệm, bằng con đƣờng qui nạp hay diễn dịch với sự khái quát cao độ. Định luật Vật lí là bƣớc phát triển tiếp theo cao hơn và tất yếu của các khái niệm, nó đƣợc trình bày bằng mệnh đề biểu đạt mối liên hệ giữa các đại lƣợng trong điều kiện xác định, thƣờng đƣợc diễn đạt thông qua các biểu thức hoặc phƣơng trình toán học chính xác, rõ ràng. - Tính phổ biến: Định luật Vật lí luôn phản ánh đúng đắn một thực tế khách quan có thể rộng hay hẹp của thế giới tự nhiên, nó chung cho hàng loạt các hiện tƣợng và đƣợc ứng dụng vào các lĩnh vực khác nhau của đời sống, sản xuất. Các định Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 38 luật Vật lí có mối liên quan mật thiết với các khoa học khác, là cơ sở phát triển của nhiều nghành kĩ thuật tiên tiến và công nghệ mới. Nó giúp con ngƣời có thêm sức mạnh nhận thức và cải tạo thế giới tự nhiên. - Tính phát triển: Các định luật Vật lí đƣợc kiểm nghiệm, áp dụng trong hoạt động thực tiễn của con ngƣời. Khoa học càng phát triển, phƣơng tiện thực nghiệm càng tinh vi hiện đại thì một số định luật đƣợc mở rộng thêm, đính chính hoặc bổ sung hoàn chỉnh. Điều ấy cho thấy, những điều nêu trong một số định luật chƣa phải là chân lí tuyệt đối, nội dung của nó không phải cố định, mà do con ngƣời ngày càng hiểu biết thiên nhiên đúng đắn và đầy đủ hơn thì các định luật đƣợc phát triển hoàn thiện hơn. Tuy nhiên, khi có một định luật đƣợc coi là đúng thƣờng tiếp theo đó có khả năng có những phát minh mới, định luật mới nảy sinh 10 . 1.3.2.3. Các loại định luật Vật lí. Các định luật Vật lí có thể chia ra thành những loại sau: - Định luật động lực học: cho biết một đối tƣợng riêng lẻ trong những điều kiện đã cho sẽ hoạt động nhƣ thế nào (ví dụ: định luật thứ hai của Niutơn, định luật Ôm cho một đoạn mạch…). - Định luật thống kê: cho biết một số lớn các đối tƣợng riêng lẻ trong một tập hợp sẽ thể hiện nhƣ thế nào trong những điều kiện đã cho (ví dụ: các định luật đối với chất khí lí tƣởng…). - Định luật bảo toàn: cho biết có một đại lƣợng Vật lí nào đó luôn không đổi(ví dụ: định luật bảo toàn động lƣợng, định luật bảo toàn năng lƣợng, định luật bảo toàn điện tích…). Số lƣợng các định luật bảo toàn không nhiều, nhƣng chúng có ý nghĩa tổng quát cao, có thể bao trùm nhiều lĩnh vực hiện tƣợng, cho nên chúng có vai trò quan trọng trong Vật lí học. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 39 Các định luật Vật lí thƣờng phản ánh mối liên hệ định lƣợng giữa các đại lƣợng Vật lí xác định và trong những điều kiện nhất định. Chúng hoạch định, chi phối sự tồn tại của các sự vật, hiện tƣợng Vật lí cụ thể. Bởi vậy, trong việc dạy học kiến thức về một định luật Vật lí cần đảm bảo cho HS hiểu rõ định luật Vật lí đó đề cập mối liên hệ của các đại lƣợng Vật lí nào và trong điều kiện cụ thể nào. Ví dụ nhƣ định luật II Niutơn đề cập mối liên hệ giữa gia tốc mà vật thu đƣợc với lực tác dụng lên vật và với khối lƣợng của vật, xét trong điều kiện hệ quy chiếu quán tính; định luật Bôi- Mariôt đề cập mối liên hệ giữa thể tích và áp suất của chất khí, xét với một khối lƣợng khí không đổi; định luật Ôm cho đoạn mạch đề cập mối liên hệ giữa cƣờng độ dòng điện với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và với điện trở của đoạn mạch, áp dụng cho trƣờng hợp dòng điện không đổi chạy trong dây dẫn kim loại… Mặt khác khi nghiên cứu từng hiện tƣợng Vật lí và khi hệ thống hoá kiến thức, HS phải hiểu rõ đƣợc trong hiện tƣợng này có tồn tại mối liên hệ xác định nào, hay hiện tƣợng này bị chi phối bởi định luật Vật lí nào. Giữa các kiến thức về các đại lƣợng Vật lí và các định luật Vật lí có mối liên hệ mật thiết với nhau. Việc xây dựng kiến thức về định luật Vật lí dựa trên kiến thức về các đại lƣợng Vật lí có liên quan. Ngƣợc lại, kiến thức về định luật Vật lí giúp cho việc hiểu sâu sắc ý nghĩa của các đại lƣợng Vật lí và nhiều khi việc xây dựng kiến thức về một đại lƣợng Vật lí diễn ra gần nhƣ đồng thời với việc xây dựng kiến thức về một định luật Vật lí tƣơng ứng. 1.3.2.4. Các con đường hình thành những định luật Vật lí. Dựa trên đặc điểm của hoạt động nhận thức trong khi đi tìm chân lí, có thể có ba con đƣờng điển hình sau trong việc hình thành các định luật Vật lí : - Đạt tới định luật thông qua quan sát trực tiếp và khái quát hoá thực nghiệm. - Đạt tới định luật thông qua quan sát trực tiếp và khái quát hoá lí thuyết. - Đạt tới định luật xuất phát từ những mệnh đề lí thuyết tổng quát đã biết. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 40 a) Đạt tới định luật thông qua quan sát trực tiếp và khái quát hoá thực nghiệm. Sự nhận thức định luật Vật lí thông qua quan sát trực tiếp và khái quát hoá thực nghiệm tồn tại trong sự phát triển của Vật lí học và trong dạy học ở một số lớn các trƣờng hợp trong giai đoạn đầu của quá trình nhận thức khoa học. Lúc đó, kiến thức khoa học chƣa nhiều và còn tản mạn, chƣa thành hệ thống chặt chẽ. Điều quan trọng ở đây là tạo cho HS khả năng có thể tiếp xúc trực tiếp với đối tƣợng nhận thức, nhận biết đƣợc những dấu hiệu cảm tính của chúng. Đó là điểm xuất phát và cũng là tiêu chuẩn để biết xem điều mà ta nhận thức đƣợc có phải là chân lí không? Nhƣng quan sát trực tiếp bao giờ cũng chỉ thu đƣợc những dấu hiệu bên ngoài rời rạc của sự vật, hiện tƣợng xảy ra trong những điều kiện nhất định. Cần phải tiến hành một phép qui nạp để rút ra những thuộc tính bản chất, những mối liên hệ có tính qui luật, nghĩa là khái quát hoá thành một định luật Vật lí. b) Đạt tới định luật thông qua quan sát trực tiếp và khái quát hoá lí thuyết. Mục đích của sự nhận thức khoa học là phải phát hiện ra đƣợc bản chất của sự vật, hiện tƣợng chứ không dừng lại ở nhận thức cảm tính. Điều đó chỉ có thể đạt đƣợc thông qua sự khái quát hoá lí thuyết. Những kết luận của sự khái quát hoá lí thuyết cho phép ta phát hiện ra những qui luật có thể giải thích đƣợc những hiện tƣợng đã biết cũng nhƣ tiên đoán những hiện tƣợng mới. Để thực hiện sự khái quát hoá lí thuyết, ngoài việc quan sát trực tiếp, còn phải sử dụng các phƣơng pháp của sự nhận thức gián tiếp, đặc biệt là phép suy luận diễn dịch. Phép suy luận diễn dịch giúp ta nhận thấy sự gắn bó bản chất giữa các sự vật, hiện tƣợng riêng lẻ với những mệnh đề tổng quát, những định luật; mỗi hiện tƣợng riêng lẻ là một biểu hiện cụ thể, một trƣờng hợp riêng của một đặc tính chung của thế giới tự nhiên. Con đƣờng nhận thức định luật Vật lí thông qua quan sát trực tiếp kết hợp với khái quát hoá lí thuyết diễn ra theo các giai đoạn sau: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 41 + Giai đoạn 1. Quan sát nhằm thu thập những cứ liệu thực nghiệm (thông qua quan sát tự nhiên, thông qua thí nghiệm hay thông qua hiểu biết kinh nghiệm đã tích luỹ đƣợc từ trƣớc). Ở giai đoạn này, HS phải mô tả bằng lời hiện tƣợng quan sát đƣợc và những điều kiện trong đó hiện tƣợng diễn ra. + Giai đoạn 2. Khái quát hoá những kết quả quan sát đƣợc, làm nổi bật cái chung, cái bản chất, cái giống nhau trong các sự vật, hiện tƣợng cụ thể khác nhau; phân biệt những điều kiện không cơ bản với những điều kiện cơ bản mà trong đó hiện tƣợng xảy ra. Ví dụ: khi quan sát một cái thƣớc thẳng nhúng một phần vào nƣớc, ta thấy dƣờng nhƣ nó bị gãy. Ở đây, vật liệu làm cái thƣớc, độ dày của cái thƣớc là điều kiện không cơ bản, còn sự tồn tại của mặt phân cách giữa hai môi trƣờng trong suốt khác nhau về mặt quang học là điều kiện cơ bản. + Giai đoạn 3. Giải thích những kết quả quan sát đƣợc Ở giai đoạn này, hai trƣờng hợp có thể xảy ra: - HS giải thích đƣợc kết quả quan sát nhờ vận dụng những kiến thức, những định luật đã biết. Quá trình nhận thức kết thúc với sự giải thích này. Nhƣ vậy, hoạt động nhận thức đi đến giải thích đƣợc một hiện tƣợng mới phát hiện nhƣng không đem lại một định luật mới; nói cách khác là mở rộng đƣợc phạm vi ứng dụng của định luật đã biết. Ví dụ: khi cho một tia sáng đi qua một lăng kính, ta thấy nó luôn bị lệch về phía đáy. Giải thích vì sao? HS vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng và giải thích rõ ràng hiện tƣợng này. Nhƣ vậy, mặc dù HS đã giải thích đƣợc một hiện tƣợng cụ thể mới nhƣng không dẫn tới hình thành một định luật mới. - HS đã vận dụng tất cả những kiến thức, những định luật đã biết để giải thích hiện tƣợng nhƣng không thành công, bắt buộc phải đƣa ra một phỏng đoán là hiện tƣợng diễn ra do một tính chất mới của sự vật, một qui luật mới của hiện tƣợng mà trƣớc đây ta chƣa biết. Lời phỏng đoán đó là một Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 42 giả thuyết. Quá trình nhận thức cần phải đƣợc tiếp tục để xác định xem giả thuyết đó có đúng đắn không? Tuy nhiên, cần phải chú ý rằng nếu một giả thuyết đƣa ra chỉ để giải thích một hiện tƣợng đã biết thì giả thuyết đó không có ý nghĩa khái quát, không có giá trị khoa học cao. Ví dụ: quan sát sự rơi của một viên gạch và một cái lá, ta thấy viên gạch rơi nhanh hơn cái lá. Tại sao lại nhƣ thế? Để trả lời câu hỏi này, ta đƣa ra giả thuyết rằng: vì viên gạch nặng hơn cái lá. Đối với trƣờng hợp cụ thể này thì giải thích đó là có lí, có thể tin tƣởng đƣợc. Nhƣng nếu dùng giả thuyết “vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ” để giải thích sự rơi của các vật khác lại không đúng. Mặt khác, giá trị của một giả thuyết còn ở chỗ là nó có thể giúp ta tiên đoán đƣợc hiện tƣợng xảy ra trong những điều kiện mới, hoàn cảnh mới mà trƣớc đây ta chƣa biết. Điều đó là một bằng chứng để xem giả thuyết đã phản ánh đúng qui luật của tự nhiên chƣa. Việc đƣa ra đƣợc nhiều giả thuyết khác nhau để giải thích cùng một hiện tƣợng, rồi chọn lấy một giả thuyết có nhiều triển vọng nhất là một đặc trƣng của tƣ duy sáng tạo. Không có con đƣờng lôgic để suy từ những sự kiện thực nghiệm quan sát đƣợc đến những giả thuyết. Ở đây, có vai trò quan trọng của trực giác, của sự nhạy cảm khoa học, một bƣớc nhảy vọt trong tƣ duy, có thể rèn luyện cho HS dựa trên các lí thuyết về sự phát triển tâm lí học của Piaget và Vƣgôtxki. + Giai đoạn 4. Kiểm tra sự đúng đắn của giả thuyết. Thực tiễn là tiêu chuẩn của chân lí. Cho nên, việc kiểm tra sự đúng đắn của một giả thuyết chính là kiểm tra xem giả thuyết đó có phù hợp với thực tiễn không? Thực tiễn này phải quan sát trong tự nhiên hay trong các thí nghiệm. Có hai trƣờng hợp xảy ra: - Kiểm tra ngay giả thuyết trong thực tiễn, không thông qua một suy luận trung gian nào cả. Ví dụ: để kiểm tra giả thuyết “vật nặng rơi nhanh hơn vật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 43 nhẹ”, ta có thể lấy từng cặp hai vật bất kì nặng nhẹ khác nhau để thả cho vật rơi cùng một lúc ở cùng một độ cao: hòn đá với cái lá, cả tờ giấy và nửa tờ giấy, một miếng bìa đặt nằm ngang và một mẩu phấn…Trong nhiều trƣờng hợp, có thể gặp trƣờng hợp giả thuyết không đúng nhƣ trƣờng hợp miếng bìa cứng tuy nặng hơn mẩu phấn nhƣng lại rơi chậm hơn mẩu phấn. Tuy nhiên, cách kiểm tra này mang tính ngẫu nhiên, rất có thể sau nhiều lần làm thí nghiệm mà không gặp lần nào giả thuyết là sai. - Kiểm tra thông qua một hệ quả rút ra từ giả thuyết nhờ suy luận toán học hay suy luận lôgic. Nếu sự suy luận đƣợc thực hiện chặt chẽ, đúng đắn thì giữa giả thuyết và hệ quả có mối liên hệ bản chất. Hệ quả đúng với thực tiễn thì điều đó có nghĩa là giả thuyết phản ánh đúng thực tiễn, nếu không đúng với thực tiễn thì giả thuyết sai, phải bỏ đi. Điều quan trọng ở đây là hệ quả đó phải là những hiện tƣợng có thể quan sát đƣợc trong thực tiễn. Nhƣ vậy, sau khi rút ra hệ quả bằng suy luận lí thuyết, ta phải bố trí thí nghiệm thích hợp để kiểm tra xem hệ quả dự đoán có xảy ra trong thực tế không. Tất nhiên, hệ quả ở đây phải khác với hiện tƣợng ban đầu đã biết, đã đƣợc dùng làm những sự kiện xuất phát để xây dựng giả thuyết. Trong trƣờng hợp thí nghiệm khẳng định điều dự đoán trong hệ quả thì giả thuyết cũng đƣợc khẳng định và đƣợc coi là chân lí, là định luật. + Giai đoạn 5. Vận dụng định luật vào thực tiễn. Sau khi giả thuyết đã đƣợc xác nhận trong một số thí nghiệm, ta tiếp tục vận dụng định luật để thử giải thích các hiện tƣợng khác hoặc để suy ra hệ quả mới. Nếu định luật này càng giải thích đƣợc nhiều hiện tƣợng mới, càng dự đoán đƣợc nhiều hiện tƣợng mới phù hợp với thực tế thì định luật này càng có phạm vi áp dụng rộng hơn cho nhiều lĩnh vực, có thể trở thành cơ sở cho một lí thuyết tổng quát hơn và quá trình nhận thức tiếp tục phát triển sâu sắc hơn. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 44 c) Đạt tới định luật xuất phát từ những mệnh đề lí thuyết tổng quát đã biết. Con đƣờng này không thể thực hiện đƣợc trong giai đoạn đầu của quá trình nhận thức về một lĩnh vực nào đó, vì nó đòi hỏi đã xác lập đƣợc một số mệnh đề lí thuyết tổng quát. Đối với HS, chỉ có thể thực hiện ở các lớp trên khi họ đã tích luỹ đƣợc khá nhiều kiến thức khái quát. Điểm xuất phát của quá trình nhận thức này là các mệnh đề chắc chắn hoặc chí ít là về mặt lí thuyết đã đƣợc coi là chắc chắn. Từ những mệnh đề đó, có thể thực hiện phép suy luận diễn dịch, rút ra những hệ quả, những tiên đoán có tính chất qui luật. Quá trình nhận thức này có thể trải qua các giai đoạn sau: + Nêu lên một hiện tƣợng thực tế mà ta chƣa thể giải thích đƣợc hoặc chƣa thể dự đoán đƣợc diễn biến của nó, chƣa thể biết đƣợc mối quan hệ giữa một số đại lƣợng nào đó. + Nêu lên một mệnh đề lí thuyết mà ta dự đoán rằng có liên hệ đến hiện tƣợng đang xét. Mệnh đề này phải có giá trị chân thật, nghĩa là đã đƣợc chứng tỏ là chắc chắn. + Thực hiện một phép suy luận diễn dịch để từ mệnh đề lí thuyết, rút ra một hệ quả lôgic trong đó nêu lên mối quan hệ giữa các sự vật, hiện tƣợng nhƣ một định luật Vật lí. + Làm thí nghiệm để kiểm tra dự đoán có phù hợp với thực tế không. Nếu phù hợp thì hệ quả dự đoán trở thành một định luật. Thông thƣờng, theo lôgic học, nếu các mệnh đề xuất phát là chân thực, các phép suy luận theo đúng các qui tắc của suy luận diễn dịch thì kết quả của phép suy luận cũng chắc chắn là đúng, không cần phải kiểm tra lại bằng thực nghiệm. Tuy nhiên, ở trƣờng phổ thông, nhiều khi HS chƣa đủ kiến thức toán học và trình độ tƣ duy để có thể thực hiện đƣợc một phép suy luận diễn dịch hoàn hảo. Bởi vậy, nên tiến hành một thí nghiệm kiểm tra để tăng lòng tin ở sự chắc chắn của kết quả thu đƣợc bằng suy luận ở trên. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 45 Trong Vật lí học, thƣờng xảy ra trƣờng hợp một định luật Vật lí thoạt đầu đƣợc nhận thức bằng con đƣờng quan sát trực tiếp kết hợp với khái quát hoá lí thuyết. Nhƣng ngày nay, sau khi Vật lí đã xây dựng đƣợc những lí thuyết tổng quát thì ngƣời ta lại tìm ra con đƣờng khác xuất phát từ một mệnh đề lí thuyết để đi đến định luật đó. Con đƣờng này vừa gọn nhẹ hơn, vừa làm cho HS thấy đƣợc tính thống nhất của giới tự nhiên 14 . Ví dụ: định luật Ôm cho toàn mạch trong lịch sử vốn là một định luật đƣợc phát hiện bằng con đƣờng quan sát trực tiếp, kết hợp với khái quát hoá lí thuyết, còn ngày nay lại có thể suy ra nó từ định luật bảo toàn năng lƣợng và định luật Jun- Lenxơ. 1.3.3. Thực trạng dạy- học các khái niệm và định luật Vật lí ở trường THPT miền núi hiện nay. Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, chúng tôi đã tiến hành điều tra, khảo sát tại 3 trƣờng THPT thuộc địa bàn miền núi, vùng sâu, vùng khó khăn của tỉnh Hoà Bình, đó là: trƣờng THPT Yên Thuỷ B thuộc huyện Yên Thuỷ, trƣờng THPT Đại Đồng thuộc huyện Lạc Sơn, trƣờng THPT Lũng Vân thuộc huyện Tân Lạc. Quá trình điều tra, khảo sát nhằm mục đích: - Điều tra về cơ sở vật chất, trang thiết bị đồ dùng dạy học cũng nhƣ việc sử dụng chúng trong dạy học. - Khảo sát chất lƣợng học tập môn Vật lí của HS khối 11, điều kiện học tập, mục đích, động cơ, hứng thú, phƣơng pháp học tập, những yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình nhận thức của HS đối với bộ môn. - Tìm hiểu phƣơng pháp giảng dạy của GV, đặc biệt là vấn đề đổi mới phƣơng pháp giảng dạy cũng nhƣ việc thực hiện đổi mới chƣơng trình SGK mới. - Nghiên cứu phƣơng pháp giảng dạy các khái niệm và định luật Vật lí của GV, khả năng nhận thức của HS. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 46 1.3.3.1. Về cơ sở vật chất phục vụ dạy học. Trong những năm gần đây, đƣợc sự quan tâm của Đảng và nhà nƣớc đối với sự nghiệp giáo dục nói chung và đối với giáo dục của các tỉnh miền núi, vùng sâu vùng xa nói riêng, bộ mặt trƣờng lớp của các trƣờng đã có nhiều cải thiện rõ rệt. Tuy nhiên, nhìn chung về cơ sở vật chất phục vụ cho quá trình dạy và học đối với các trƣờng này còn nhiều thiếu thốn nhƣ: tuy các phòng học đều đã đƣợc xây dựng khá kiên cố nhƣng cả 3 trƣờng đều thiếu phòng học nên HS phải học cả hai ca sáng và chiều hay nhƣ trƣờng THPT Lũng Vân còn phải chung cơ sở vật chất với trƣờng THCS, các trƣờng cũng đều chƣa có phòng học bộ môn nên cũng ít nhiều ảnh hƣởng đến các hoạt động chuyên môn của các nhà trƣờng nhất là trong việc dạy và học đối với các bộ môn cần nhiều thời gian làm thí nghiệm nhƣ môn Vật lí. Vì là năm thứ 2 thực hiện việc đổi mới chƣơng trình SGK nên các trƣờng đều đã đƣợc trang bị tƣơng đối đầy đủ phƣơng tiện, thiết bị phục vụ cho quá trình dạy và học. Tuy nhiên, do nhiều lí do cả chủ quan và khách quan nên có rất nhiều bộ thí nghiệm đƣợc thiết kế không đồng bộ, hoặc chất lƣợng không đảm bảo. Do đó ít nhiều có ảnh hƣởng đến mục đích sử dụng của các phƣơng tiện, thiết bị. Thƣ viện của các trƣờng nói chung còn ít đầu sách, chủ yếu là SGK còn các loại sách tham khảo thƣờng rất ít đặc biệt là sách tham khảo về lí luận dạy học, chƣa có phòng đọc phục vụ cho nhu cầu đọc của GV và HS. 1.3.3.2. Về tình hình học tập của HS. Qua điều tra bằng phiếu thăm dò, tham khảo sổ điểm, các bài kiểm tra khảo sát chất lƣợng của HS, qua trao đổi trực tiếp với các GV bộ môn và với HS, chúng tôi thu đƣợc kết quả sau: - Chất lƣợng học tập bộ môn Vật lí của HS miền núi nói chung còn rất thấp (khoảng 10% khá giỏi, 50% trung bình, còn lại là yếu kém). - Đa số HS miền núi (khoảng 70%) cho rằng môn Vật lí trừu tƣợng, khó hiểu nhƣng vì bắt buộc phải học nên chƣa có hứng thú trong học tập. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 47 - Tìm hiểu về mức độ tích cực nhận thức trong giờ học của HS thì chỉ có khoảng 20% số HS thƣờng xuyên chú ý nghe giảng, tích cực suy nghĩ, phát biểu xây dựng bài, 30% số HS thỉnh thoảng mới phát biểu, còn lại là không biết để phát biểu hoặc biết nhƣng không dám phát biểu. - Đa số HS chỉ học theo nội dung vở ghi hoặc theo SGK, ít đọc thêm các sách tham khảo khác. Thời gian tự học giành cho môn Vật lí thƣờng rất ít, các em chỉ học khi hôm sau có giờ Vật lí. - Đối với các khái niệm Vật lí, đa số HS chỉ học thuộc lòng các khái niệm đã đƣợc định nghĩa mà ít quan tâm đến nội hàm của các khái niệm. Còn đối với các định luật Vật lí, các em chỉ cố gắng nhớ cách phát biểu nội dung định luật hoặc nhớ công thức để áp dụng khi giải bài tập mà ít để ý đến điều kiện giới hạn của định luật hoặc mối liên quan giữa các đại lƣợng đƣợc nêu ra trong định luật, đặc biệt là không quan tâm quá trình dẫn đến định luật đó nhƣ thế nào. - Việc tự lực thực hiện các thao tác thí nghiệm Vật lí còn rất hạn chế, đa số (khoảng 60%) các em không dám thực hiện hoặc nếu có thì thao tác còn rất lúng túng nếu không có sự nhắc nhở hoặc giúp đỡ của GV. 1.3.3.3. Về tình hình giảng dạy của GV. a) Tình hình GV giảng dạy bộ môn Vật lí. Bảng 1: Tình hình GV giảng dạy bộ môn Vật lí Trƣờng Tổng số GV Vật lí Nữ GV là DT ít ngƣời Năm công tác Mới ra trƣờng Dƣới 5 năm 5 10 năm Trên 10 năm THPT Yên Thủy B 3 1 1 0 1 2 0 THPT Đại Đồng 5 3 2 1 1 3 0 THPT Lũng Vân 2 1 2 0 1 1 0 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 48 b) Về áp dụng các phương pháp giảng dạy. - Các phƣơng pháp thƣờng xuyên sử dụng: Diễn giảng- minh hoạ (100%), thuyết trình- hỏi đáp (70%). - Các phƣơng pháp đôi khi sử dụng: Đàm thoại (60%), phƣơng pháp thực nghiệm (50%), dạy học nêu vấn đề (40%). - Các phƣơng pháp không sử dụng hoặc sử dụng rất ít: Dạy học chƣơng trình hoá, dạy học angorit hoá, tham quan ngoại khoá, sử dụng các phƣơng tiện kĩ thuật hỗ trợ nhƣ máy chiếu… c) Việc giảng dạy các khái niệm và định luật Vật lí của GV. Qua khảo sát điều tra ở 3 trƣờng về phƣơng pháp thƣờng dùng trong dạy học Vật lí, chúng tôi thấy đa số GV Vật lí vẫn sử dụng PPDH truyền thống nhƣ: giảng trƣớc, sau đó đọc cho HS chép; trong một tiết học GV chỉ chú ý tới việc truyền đạt đầy đủ nội dung kiến thức trong SGK cho HS theo kiểu truyền thụ một chiều…Các phƣơng pháp khác nhƣ: đàm thoại, nêu vấn đề…ít khi đƣợc dùng đến và rất ít GV chú ý tới quá trình hình thành cũng nhƣ các phƣơng pháp học tập nhằm chiếm lĩnh tri thức cho HS. Đối với việc giảng dạy các khái niệm Vật lí, GV chỉ chú ý tới việc làm sao cho HS nắm đƣợc nội dung khái niệm mà ít chú ý tới quá trình hình thành khái niệm cũng nhƣ phân tích nội hàm của khái niệm hay mối quan hệ của khái niệm mới với các khái niệm cũ đã biết. Đối với việc giảng dạy các định luật Vật lí, đa số GV chỉ yêu cầu HS biết cách phát biểu định luật hoặc nắm đƣợc công thức biểu diễn định luật để có thể áp dụng khi giải bài tập, mà ít quan tâm tới quá trình hình thành định luật. Chính vì vậy việc chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm cũng nhƣ các thao tác tiến hành thí nghiệm phục vụ cho nội dung của tiết học ít đƣợc GV chú ý. Với HS, do lâu nay chịu ảnh hƣởng của của phƣơng pháp dạy học truyền thống nên việc tham gia phát biểu xây dựng bài cũng nhƣ việc thực hiện các Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 49 thao tác thực hành thí nghiệm đối với HS miền núi là rất hạn chế- đây cũng là một khó khăn lớn trong việc tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS. Qua trao đổi với GV, chúng tôi đƣợc biết: - HS chƣa thấy đƣợc sự cần thiết phải học môn Vật lí, do đó chƣa xác định đƣợc mục đích, động cơ học tập của chính bản thân mình, chƣa có hứng thú học Vật lí. - Trang thiết bị của các nhà trƣờng chƣa đáp ứng đƣợc đầy đủ nhu cầu dạy và học môn Vật lí. - Do hạn chế về điều kiện để học hỏi kinh nghiệm nên phƣơng pháp dạy và học của HS và GV chƣa phù hợp. - Trình độ nhận thức của HS còn thấp, chất lƣợng thấp hơn mức trung bình so với yêu cầu của chƣơng trình. - Kĩ năng diễn đạt, trình bày của HS còn yếu. 1.3.3.4. Nhận xét về thực trạng. Qua việc phân tích về thực trạng cơ sở vật chất và tình hình dạy- học Vật lí ở các trƣờng THPT miền núi, chúng tôi cho rằng chất lƣợng học tập môn Vật lí của HS miền núi nói chung còn thấp mà chủ yếu là do các nguyên nhân chính sau đây: * Nguyên nhân khách quan: - Do ảnh hƣởng của điều kiện kinh tế xã hội: đa phần HS miền núi xuất phát từ các gia đình nông dân, thu nhập thấp, kinh tế không ổn định, các em phải vừa học vừa giúp đỡ gia đình nhiều công việc nên điều kiện và thời gian dành cho học tập bị hạn chế. - Đội ngũ GV dạy Vật lí còn thiếu nhiều và thƣờng xuyên không đƣợc bồi dƣỡng chuyên môn nghiệp vụ dẫn đến phƣơng pháp giảng dạy của giáo viên chƣa hợp lí, chƣa phù hợp với đối tƣợng nhận thức. - Do điều kiện trang thiết bị phục vụ học tập chƣa đáp ứng đủ… Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 50 * Nguyên nhân chủ quan: - Do điều kiện kinh tế- văn hoá- xã hội miền núi chƣa phát triển, các em ít đƣợc tiếp xúc với các phƣơng tiện hiện đại, ít đƣợc giao lƣu với các hoạt động xã hội nên vốn ngôn ngữ của HS miền núi thƣờng hạn chế nhất là ngôn ngữ Vật lí, kĩ năng đọc, viết, nói còn yếu, chƣa chính xác. - HS miền núi sống giản dị, hồn nhiên, chân thành, nhƣng rụt rè mang nặng bản tính tự ti dân tộc. - Khả năng tƣ duy của HS miền núi còn chậm, quen lối tƣ duy cụ thể, ít tƣ duy trừu tƣợng, thƣờng chỉ chú ý đến bề ngoài, ít đi sâu vào tìm hiểu bản chất bên trong của các sự vật, hiện tƣợng Vật lí. Khả năng so sánh, phân tích, tổng hợp…còn yếu, khi gặp khó khăn thƣờng trông chờ vào sự giúp đỡ của GV hoặc ngƣời khác. - Trình độ kiến thức của GV Vật lí miền núi ít đƣợc tích luỹ thêm, việc tự nghiên cứu, học hỏi nhằm đổi mới phƣơng pháp giảng dạy chƣa đƣợc quan tâm đúng mức, không theo kịp xu thế phát triển chung. KẾT LUẬN CHƢƠNG I Trong chƣơng này, chúng tôi đã trình bày những cơ sở lí luận về tính tích cực hoạt động nhận thức và hoạt động dạy học Vật lí ở trƣờng THPT theo hƣớng tích cực hoá. Đã làm rõ khái niệm về tính tích cực nhận thức của HS, biểu hiện của tính tích cực nhận thức cũng nhƣ các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức. Nghiên cứu các phƣơng pháp và hình thức tổ chức dạy- học Vật lí nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS. Phân tích các đặc điểm của khái niệm và định luật Vật lí, các giai đoạn điển hình của quá trình hình thành các khái niệm và định luật Vật lí, đặc biệt là con đƣờng hình thành bằng quan sát và khái quát hoá thực nghiệm. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 51 Sử dụng phiếu thăm dò đội ngũ GV Vật lí, phỏng vấn, trao đổi với GV và HS nhằm khảo sát thực trạng dạy- học các khái niệm và định luật Vật lí ở 3 trƣờng THPT miền núi trên địa bàn tỉnh Hoà Bình. Trên cơ sở phân tích, làm rõ các vấn đề ở trên, trong chƣơng II chúng tôi sẽ nghiên cứu một số biện pháp nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS miền núi khi giảng dạy các khái niệm và định luật Vật lí, đồng thời vận dụng các biện pháp đó vào xây dựng tiến trình của một số bài giảng cụ thể. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 52 CHƢƠNG II TÍCH CỰC HOÁ HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH THPT MIỀN NÚI KHI GIẢNG DẠY MỘT SỐ KHÁI NIỆM, ĐỊNH LUẬT CỦA CHƢƠNG “KHÚC XẠ ÁNH SÁNG”. 2.1. Một số biện pháp tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh khi giảng dạy các khái niệm và định luật Vật lí. 2.1.1. Xây dựng động cơ, tạo hứng thú , nhu cầu học tập. Lí luận dạy học đã cho thấy nguyên nhân gây nên động cơ và hứng thú học tập của HS- cơ sở của sự tích cực nhận thức gồm 2 yếu tố cơ bản đó là: nguyên nhân bên ngoài và nguyên nhân bên trong (phần cơ sở lí luận). Chúng tôi cho rằng đối với HS miền núi, những nguyên nhân bên ngoài cũng rất quan trọng. Vì các em thƣờng thiếu thông tin và ít tiếp xúc với cuộc sống hiện đại nên những tác động từ bên ngoài nhƣ quyền lợi của xã hội giành cho HS ham học, vƣợt khó, có thành tích cao trong học tập, sự vinh dự trƣớc tập thể lớp và cộng đồng đối với những ngƣời có tài năng…cũng rất dễ dàng hấp dẫn các em, từ đó làm nảy sinh ở các em hứng thú, nhu cầu học tập. Một trong những nguyên nhân tác động trực tiếp đến chất lƣợng học tập môn Vật lí của HS miền núi là các em chƣa có thái độ học tập đúng đắn hay là thƣờng coi nhẹ môn học. Vì vậy, chúng tôi cho rằng: nếu mỗi GV Vật lí đều cho HS thấy rằng Vật lí cũng là môn khoa học lí thú và hấp dẫn, mỗi kiến thức Vật lí đều mang lại cho bản thân các em, cho gia đình các em, cho quê hƣơng làng bản của các em những lợi ích thiết thực thì điều đó cũng kích thích mạnh mẽ việc học tập của các em. Tuy nhiên, những tác động nhƣ trên cũng chỉ là những tác động từ bên ngoài, nó chỉ gây hứng thú ban đầu. Sự phát triển trí tuệ lại đòi hỏi một sự lao động cố gắng và liên tục trong quá trình học tập. Vì vậy, bên cạnh sự tác động từ bên ngoài nhƣ đã nêu ở trên cần phải có các tác động từ bên trong để duy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 53 trì hứng thú hoạt động của HS. Theo lí luận dạy học, những hứng thú này nằm ngay trong mâu thuẫn của sự nhận thức, trong lôgic kiến thức của từng bài học. Ngƣời GV phải làm sao cho các mâu thuẫn nhận thức nảy sinh trong tƣ duy ngƣời học đúng lúc và vừa sức. Thực tiễn giảng dạy cho thấy con đƣờng làm nảy sinh mâu thuẫn nhận thức tốt nhất là bằng con đƣờng xây dựng tình huống có vấn đề. Đối với HS miền núi, có thể xây dựng một số tình huống có vấn đề phù hợp với đặc điểm nhận thức của các em nhƣ: a) Giới thiệu những hiện tƣợng lạ xƣa nay các em chƣa từng thấy, có tác dụng gây ấn tƣợng mạnh làm cho HS ngạc nhiên, kích thích tính tò mò, muốn hiểu biết của các em. Ví dụ: Để vào bài “Sự rơi tự do” GV có thể biểu diễn thí nghiệm: lấy hai tờ giấy nhƣ nhau, một tờ vo viên, một tờ để nguyên rồi thả cho rơi để cho HS thấy rằng quan niệm của các em từ trƣớc nay là vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ rõ ràng không phù hợp. b) Tổ chức cho nhiều HS cùng làm một thí nghiệm nhƣng thu đƣợc những kết quả khác nhau, điều đó kích thích HS tìm hiểu nguyên nhân của sự khác nhau đó. Ví dụ: Khi hình thành khái niệm về hiện tƣợng mao dẫn, GV có thể cho HS làm thí nghiệm mở đầu sau: Cắm ống mao dẫn có tiết diện khác nhau vào các lọ đựng chất lỏng khác nhau, HS sẽ nhận thấy mực chất lỏng trong các ống so với mực chất lỏng bên ngoài là khác nhau. Từ đó, giúp HS có khái niệm sơ bộ