Luận văn Tổ chức dạy học theo dự án một số kiến thức thuộc phần “từ trường và cảm ứng điện từ” – học phần điện và từ đại cương cho sinh viên ngành kỹ thuật trường đại học giao thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH _______________ Nguyễn Thanh Nga TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO DỰ ÁN MỘT SỐ KIẾN THỨC THUỘC PHẦN “TỪ TRƯỜNG VÀ CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” – HỌC PHẦN ĐIỆN VÀ TỪ ĐẠI CƯƠNG CHO SINH VIÊN NGÀNH KỸ THUẬT TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH _______________ Nguyễn Thanh Nga TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO DỰ ÁN MỘT SỐ KIẾN THỨC THUỘC PHẦN “TỪ TRƯỜNG VÀ CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” – HỌC PHẦN ĐIỆN VÀ TỪ ĐẠI CƯƠNG CHO SINH VIÊN NGÀNH KỸ THUẬT TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG Chuyên ngành : Lý luận và phương pháp dạy học môn Vật lý Mã số : 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. ĐỖ HƯƠNG TRÀ Thành phố Hồ Chí Minh – 2009 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Đỗ Hương Trà, người đã tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tác giả luận văn xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng Sau đại học, Ban Chủ nhiệm khoa Vật lý Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh, Ban Giám đốc trường Đại học giao thông vận tải – cơ sở 2 đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, thầy cô và các học viên cao học cùng lớp đã động viên, giúp đỡ tác giả trong thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2009 Tác giả MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Trong thời đại ngày nay, thế giới đang bước vào một kỷ nguyên mới với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật hiện đại, những thành tựu của nó gần như được áp dụng ngay lập tức vào tất cả các lĩnh vực, là động lực thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ về mọi mặt của đời sống xã hội. Để đáp ứng yêu cầu phát triển ngày càng cao của xã hội, đòi hỏi con người không ngừng học hỏi, nâng cao tri thức và kỹ năng của mình. Sứ mệnh đó đã đặt lên vai ngành giáo dục một trọng trách lớn lao: đào tạo con người đáp ứng yêu cầu xã hội ngày càng phát triển. Giáo dục hiện đại đang đứng trước yêu cầu và thách thức lớn lao của xã hội hiện đại. Trong trường đại học, việc học tập của sinh viên không thể là thụ động tiếp thu bài giảng của giảng viên mà phải là sự tham gia tích cực vào các hoạt động học tập, độc lập sáng tạo, tích cực tham gia các hoạt động tập thể để có thể tham gia vào các hoạt động sản xuất và xã hội sau này. Việc dạy của giảng viên không chỉ là cung cấp kiến thức, mà phải tạo cho sinh viên có cơ hội tham gia khám phá thế giới thực, phân tích và giải quyết vấn đề. Kết quả cần rèn luyện cho sinh viên là tính năng động cá nhân, tư duy sáng tạo, năng lực thực hành giỏi, khả năng hợp tác, khả năng giải quyết các vấn đề mà thực tiễn đặt ra. Thời gian qua, giáo dục nước ta đã và đang thực hiện những thay đổi trong toàn bộ quá trình dạy học: mục tiêu, nội dung, phương pháp, phương tiện, tổ chức thực hiện, đánh giá. Việc đổi mới phương pháp nhằm phát triển con người toàn diện hơn, đáp ứng cho sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, hoà nhập vào sự tiến bộ chung của khu vực và trên thế giới. Điều đó đã được khẳng định trong luật giáo dục, điều 28.2 Luật giáo dục ghi rõ: “…Phương 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 dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”[9]; đối với giáo dục đại học, điều 40.2 ghi rõ: “...Phương pháp đào tạo trình độ cao đẳng, trình độ đại học phải coi trọng việc bồi dưỡng ý thức tự giác trong học tập, năng lực tự học, tự nghiên cứu, phát triển tư duy sáng tạo, rèn luyện kỹ năng thực hành, tạo điều kiện cho người học tham gia nghiên cứu, thực nghiệm, ứng dụng”[9]. Một lần nữa, nghị quyết TW2 khoá VIII khẳng định: “...Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện nếp tư duy sáng tạo của người học. Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào trong quá trình dạy học, bảo đảm điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh, nhất là sinh viên đại học”[5]. Nhiệm vụ của hệ thống giáo dục đại học là đào tạo nguồn nhân lực có trình độ cao, có đạo đức trong sáng, năng động, nhạy bén, có khả năng tiếp thu nhanh chóng những thành tựu khoa học công nghệ hiện đại. Đó là lực lượng lao động nòng cốt đưa đất nước phát triển kịp với xu thế phát triển của thời đại. Để đáp ứng được yêu cầu phát triển của đất nước, giáo dục đại học tất yếu phải luôn đổi mới cả về nội dung lẫn phương pháp, rèn luyện cho sinh viên kỹ năng giải quyết các vấn đề thực tiễn một cách linh hoạt .Đổi mới phải được xem là mệnh lệnh của cuộc sống nếu không muốn đất nước bị tụt hậu. Tuy nhiên, nhìn chung giáo dục đại học của nước ta vẫn chậm đổi mới so với xu hướng đổi mới chung của giáo dục, nhất là đối với các môn học đại cương ở các trường Đại học kỹ thuật. Cụ thể: - Về nội dung giáo trình giảng dạy: vẫn là các giáo trình cũ được chỉnh sửa đôi chút, các kiến thức rất cũ, việc cập nhật các kiến thức mới còn hạn chế, các kiến thức mà sinh viên tiếp thu được rất khó liên hệ với thực tế. - Về phương pháp dạy học: vẫn là cách dạy học truyền thống - thầy đọc , giảng giải; trò ghi chép cẩn thận, học thuộc. Sinh viên rất ít có thời gian tự nghiên cứu, tự học, thực hiện các nhiệm vụ học tập phức hợp gắn liền với thực tiễn. - Về hình thức kiểm tra, đánh giá: điểm thi kết thúc học phần chiếm đến 80% tổng số điểm của học phần, còn 20% là điểm chuyên cần và làm thí nghiệm. Như vậy, không có điểm đánh giá quá trình thực hiện nhiệm vụ học tập của sinh viên, cũng như điểm kỹ năng giải quyết các vấn đề thực tiễn liên quan đến nội dung học tập. Từ thực tiễn dạy học Vật lý ở trường Đại học GTVT, chúng tôi nhận thấy khi giảng dạy các học phần đại cương nói chung, Vật lý đại cương nói riêng, các giảng viên hầu như chỉ tập trung giảng giải, trình bày, thông báo các kiến thức để sinh viên vận dụng giải các bài tập thuần tuý lý thuyết mà ít liên hệ đến các ứng dụng thực tế, có chăng chỉ là giới thiệu mang tính đại khái, chung chung để cho sinh viên biết…Hầu như không có giảng viên nào giao cho sinh viên các nhiệm vụ học tập phức hợp, vận dụng nội dung kiến thức bài học và kiến thức liên môn để giải quyết vấn đề trong thực tế, qua đó sinh viên phải tự nghiên cứu, lập kế hoạch, thực hiện kế hoạch, cộng tác với bạn bè và thầy cô để có thể giải quyết được vấn đề đặt ra, từ đó sinh viên tự trang bị cho mình kỹ năng vận dụng kiến thức (được học, tự nghiên cứu) để giải quyết linh hoạt các vấn đề thực tiễn, tạo sự say mê, hứng thú ở chính người học. Trong học phần Điện và Từ đại cương dành cho sinh viên các trường Đại học kỹ thuật, một số kiến thức phần Từ trường và Cảm ứng điện từ có rất nhiều ứng dụng hay và lý thú. Người học sẽ học tập tích cực hơn nếu các kiến thức được vận dụng vào giải quyết những vấn đề cụ thể, thực tế, điều đó làm cho các kiến thức trở nên có nghĩa đối với người học, khơi dậy lòng say mê, hứng thú ở họ. Với mục đích trang bị cho sinh viên kiến thức vững chắc, rèn luyện kỹ năng giải quyết các vấn đề thực tế đặt ra, khơi dậy tính tích cực, tự chủ của sinh viên thì việc tổ chức dạy học dự án sẽ đem lại hiệu quả cao. Dạy học dự án (DHDA) là một hình thức dạy học quan trọng để thực hiện quan điểm dạy học định hướng vào người học, quan điểm dạy học định hướng hoạt động và quan điểm dạy học tích hợp. DHDA góp phần gắn lý thuyết với thực hành, tư duy và hành động, nhà trường và xã hội, tham gia tích cực vào việc đào tạo năng lực làm việc tự lực, năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết các vấn đề phức hợp, tinh thần trách nhiệm và khả năng cộng tác làm việc của người học. Ở Việt Nam, các đề án môn học, đề án tốt nghiệp từ lâu cũng đã được sử dụng trong đào tạo đại học, các hình thức này gần gũi với dạy học theo dự án. Tuy vậy trong lĩnh vực dạy học, DHDA này chưa được quan tâm nghiên cứu một cách thích đáng, nên việc sử dụng chưa đạt hiệu quả cao. Một vài năm gần đây, tuy đã có một số nghiên cứu vận dụng dạy học dự án vào dạy học một số kiến thức vật lí nhưng tập trung chủ yếu vào dạy học với đối tượng học sinh phổ thông. Với những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài: Tổ chức dạy học dự án một số kiến thức thuộc phần “Từ trường và Cảm ứng điện từ” - học phần Điện và Từ đại cương cho sinh viên ngành kỹ thuật trường Đại học Giao thông. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu việc tổ chức dạy học dự án một số nội dung kiến thức thuộc phần “Từ trường và Cảm ứng điện từ”- học phần Điện và Từ đại cương nhằm phát huy tính tích cực, chủ động của người học, hướng tới phát triển kỹ năng tư duy bậc cao, rèn luyện cho sinh viên khả năng giải quyết các vấn đề thực tiễn. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Hoạt động dạy học của giảng viên và sinh viên trường Đại học GTVT trong tiến trình dạy học một số kiến thức phần “Từ trường và Cảm ứng điện từ”- học phần Điện và Từ đại cương theo mô hình dạy học dự án. 4. Tổng quan lịch sử vấn đề nghiên cứu Phương pháp dạy học PBL (Project – Based Learning) là mô hình dạy học mới xuất hiện cách đây khoảng 25 năm trên nước Mỹ nhằm thay thế cho lối học truyền thống lúc bấy giờ. Với lớp học truyền thống một bài học diễn ra chỉ trong thời gian ngắn (chỉ 1 tiết hay 2 tiết học), tách biệt với bên ngoài và người thầy là trung tâm của quá trình dạy học. Còn với phương pháp PBL thì tạo ra một lớp học tích cực hơn, phát huy tính chủ động của người học trong quá trình học tập, bài học được thay thế bằng những dự án có thời gian kéo dài, tích hợp được nhiều môn học, ngành học có liên quan. Trong đó, người học là trung tâm của quá trình dạy học. Nội dung của bài học dưới dạng một dự án, người học phải tự thực hiện dưới sự hướng dẫn của giáo viên, phải liên hệ với thực tiễn cuộc sống xung quanh các em. * Mục tiêu của dạy học dự án Dạy học dự án hướng tới phát triển các kỹ năng tư duy bậc cao (phân tích, tổng hợp, đánh giá) cho người học. * Các đặc điểm của dạy học dự án: - Chủ đề của dự án gắn với thực tiễn, kết quả dự án có ý nghĩa thực tiễn-xã hội. - Chủ đề và nội dung của dự án phù hợp với hứng thú của người học. - Người học tham gia tích cực và tự lực vào tất cả các giai đoạn của quá trình dạy học: đề xuất vấn đề,lập kế hoạch giải quyết vấn đề, giải quyết vấn đề và trình bày kết quả thực hiện. - Kết hợp giữa lý thuyết và thực hành, huy động nhiều giác quan. - Đó là những sản phẩm hành động có thể công bố, giới thiệu được. - Nội dung dự án có sự kết hợp tri thức của nhiều lĩnh vực hoặc các môn học khác nhau. - Các dự án học tập thường được thực hiện theo nhóm. Trong những năm gần đây, chương trình dạy học cho tương lai do Intel tổ chức cũng đã nhấn mạnh vai trò của dạy học dự án, đã thu hút được đông đảo các quốc gia trên thế giới tham gia, trong đó có Việt nam, bước đầu đã thu được thành công. Ở Việt nam đã có nhiều đề tài nghiên cứu lý luận và tổ chức dạy học dự án, có thể kể một số công trình như: “Dạy học theo dự án-một phương pháp có chức năng kép trong đào tạo giáo viên” của hai tác giả Nguyễn Văn Cường và Nguyễn Thị Diệu Thảo (tạp chí GD; 2004/ số 80.15-17), tác giả tiếp cận dạy học dự án từ góc độ lý luận. “Dạy học dự án và tiến trình thực hiện” của tác giả Đỗ Hương Trà (tạp chí GD; 2007/ số 157.12-14, 23).Tác giả đã đưa ra tiến trình thực hiện dạy học dự án, thông qua đó để vận dụng vào tổ chức dạy học dự án một cách hiệu quả. “Đặc điểm cấu trúc của dạy học dự án và kết quả việc vận dụng vào dạy học môn kỹ thuật số” của tác giả Lê Văn Hồng ( tạp chí GD; 2006/ số 133.31-32,17), tác giả đã nghiên cứu lý luận của dạy học dự án và vận dụng vào dạy môn kỹ thuật số bước đầu đã thu được thành công. “Project-Based Learning (PBL) và việc ứng dụng vào dạy học môn Vật lý ở trường phổ thông Việt Nam trong tương lai” của tác giả Hồ Thanh Liêm, luận văn tốt nghiệp đại học tháng 6/2005 Đại học Sư phạm Thành Phố Hồ Chí Minh, trong đó đã tổ chức soạn thảo dạy học dự án chương “Dòng điện trong các môi trường” thuộc chương trình Vật lý lớp 11 nhưng chưa tiến hành thực nghiệm sư phạm. “Tổ chức dạy học các kiến thức phần Những định luật cơ bản của dòng điện không đổi cho học sinh lớp 11 THPT theo quan điểm của dạy học dự án” của tác giả Nguyễn Văn Nghĩa, luận văn tốt nghiệp ĐH tháng 6/2006 ĐHSP Hà Nội, tác giả đã tổ chức được một số nội dung kiến thức đó là dự án lắp mạch điện cho phòng học và dự án tìm hiểu cấu tạo của pin điện hoá nhưng chưa tiến hành thực nghiệm với học sinh. Một số đề tài luận văn nghiên cứu việc tổ chức dạy học dự án các kiến thức liên quan đến phần Điện và Từ như: “Tổ chức dạy học dự án một số nội dung kiến thức chương Cảm ứng điện từ sách giáo khoa Vật lí lớp 11 THPT nhằm phát triển hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ của học sinh trong học tập” của tác giả Đào Thị Thu Thuỷ, luận văn thạc sỹ, 2005. Tác giả đã tiến hành nghiên cứu cơ sở lý luận của dạy học dự án và tổ chức thực nghiệm cho học sinh trường THPT NK Trần Phú, Hải Phòng, qua đó gây được hứng thú học tập cho học sinh. Trong nghiên cứu “Tổ chức hoạt động dạy học chương Chuyển động của hạt mang điện trong điện trường và từ trường - học phần điện và từ đại cương, nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ của người học” của tác giả Phùng Việt Hải (luận văn thạc sỹ, 2007), tác giả đã tiến hành thiết kế các hoạt động dạy học dựa trên cơ sở lí luận của dạy học dự án và đã thu được những kết quả khả quan trong việc phát huy tính tích cực, tự chủ và sáng tạo của người học. Trong những năm gần đây, các giảng viên ở các trường Đại học sư phạm Thành Phố Hồ Chí Minh, Đại học sư phạm Hà Nội đã giảng cho sinh viên về mô hình dạy học dự án và tổ chức thực hiện dạy học dự án cho đối tượng sinh viên, thu hút được sự tham gia tích cực, khơi dậy lòng say mê, hứng thú của người học. Ngày 26/03/2005, Sở GD-ĐT TPHCM đã tổ chức hội thảo về mô hình dạy học dự án tại trường THPT Nguyễn Thị Minh Khai - nơi mô hình dạy học này được triển khai mạnh mẽ nhất. Bên cạnh đó còn có nhiều công trình nghiên cứu của nhiều tác giả khác và một số học viên cao học đã vận dụng quan điểm của dạy học dự án vào tổ chức dạy học ở một số trường tại Thành Phố Hồ Chí Minh và Hà Nội…bước đầu đã thu được nhiều thành công trong việc đổi mới phương pháp dạy học, phát huy tính tích cực, tự chủ của người học, lôi cuốn người học vào thực hiện dự án học tập một cách tự giác. 5. Giả thuyết khoa học Dựa trên cơ sở lí luận của dạy học dự án cũng như dựa trên việc phân tích các nội dung kiến thức cần dạy thì có thể tổ chức dạy học dự án một số kiến thức phần Từ trường và Cảm ứng điện từ- học phần Điện và Từ đại cương cho sinh viên ngành kỹ thuật nhằm phát huy tính tính cực, tự chủ và kích thích hứng thú cho người học. 6. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu bản chất của hoạt động dạy học nói chung, bản chất của hoạt động dạy học Vật lý nói riêng. - Nghiên cứu cơ sở lý luận của dạy học dự án, quá trình thiết kế dự án, quá trình hướng dẫn người học lập dự án vào việc tổ chức hoạt động dạy học nhằm phát triển các hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ của sinh viên. - Điều tra ban đầu để phân tích những thuận lợi, khó khăn của giảng viên và sinh viên trường Đại học GTVT khi dạy học các kiến thức phần Từ trường và Cảm ứng điện từ- học phần Điện và Từ đại cương. - Nghiên cứu nội dung kiến thức phần Từ trường và Cảm ứng điện từ- giáo trình Vật lý đại cương và các tài liệu khoa học liên quan. - Vận dụng dạy học dự án vào việc soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức phần Từ trường và Cảm ứng điện từ- học phần Điện và Từ đại cương, phát huy tính tích cực, tự chủ của sinh viên trong quá trình học tập. - Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo tiến trình đã soạn thảo để đánh giá hiệu quả của nó đối với việc phát huy tính tích cực, tự chủ của người học. 7. Phương pháp nghiên cứu 7.1.Nghiên cứu lý luận - Nghiên cứu các tài liệu về tâm lí học, lý luận dạy học đại học, lý luận dạy học hiện đại, lý luận dạy học Vật lý, các văn kiện đại hội Đảng về đổi mới giáo dục, các bài báo, tạp chí có liên quan... - Nghiên cứu giáo trình Vật lý đại cương, học phần “Điện và Từ đại cương”, trọng tâm là các kiến thức phần Từ trường và Cảm ứng điện từ và các tài liệu khoa học liên quan. - Nghiên cứu việc ứng dụng các kiến thức Từ trường và Cảm ứng điện từ vào trong thực tế. - Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến việc tích hợp công nghệ, sử dụng các phần mềm tin học hỗ trợ, nhằm phát huy tối đa hiệu quả của dạy học. 7.2. Điều tra Dự giờ, quan sát, điều tra thực trạng dạy học kiến thức phần Từ trường và Cảm ứng điện từ đại cương của giảng viên và sinh viên trường Đại học GTVT. 7.3. Nghiên cứu thực nghiệm Tiến hành thực nghiệm sư phạm trên đối tượng là sinh viên trường Đại học GTVT. Sau đó dùng thống kê toán học để trình bày kết quả thực nghiệm sư phạm và kiểm định giả thuyết thống kê.Từ đó khẳng định hiệu quả của tiến trình dạy học đã soạn thảo đối với việc phát huy tính tích cực, tự lực của người học. 8. Những đóng góp mới của luận văn - Cụ thể hoá cơ sở thực tiễn của việc vận dụng dạy học dự án trong tổ chức dạy học các nội dung kiến thức Vật lý. - Soạn thảo được tiến trình dạy học dự án một số kiến thức trong phần “Từ trường và Cảm ứng điện từ”- học phần Điện và Từ đại cương. - Cung cấp số liệu và thông tin khoa học làm phong phú thêm tài liệu tham khảo phục vụ giảng dạy, học tập và nghiên cứu khoa học. - Góp phần đổi mới phương pháp dạy học môn Vật lý ở đại học theo tinh thần của dạy học hiện đại. Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA DẠY HỌC DỰ ÁN 1.1. Bản chất của hoạt động dạy học 1.1.1. Bản chất của hoạt động học 1.1.1.1. Khái niệm hoạt động học Khi nói đến hoạt động học cần làm rõ khái niệm học và khái niệm hoạt động học. - Trong cuộc sống đời thường con người luôn luôn có quá trình tiếp thu, tích luỹ những kinh nghiệm sống, trên cơ sở đó tạo nên những tri thức tiền khoa học, làm cơ sở tiếp thu những khái niệm khoa học ở trong nhà trường. Đó chính là việc học, là cách học theo phương pháp của cuộc sống thường ngày, giống như con người khi sinh ra đến khi chết lúc nào cũng phải học ăn học nói học gói học mở, đi một ngày đàng học một sàng khôn… - Trên thực tế, chỉ có phương thức đặc thù ( phương thức nhà trường) mới có khả năng tổ chức để cá nhân tiến hành hoạt động đặc biệt đó là hoạt động học, qua đó hình thành ở cá nhân những tri thức khoa học, năng lực mới phù hợp với đòi hỏi của thực tiễn; và trong tâm lý học sư phạm, hoạt động học là khái niệm chính được dùng để chỉ hoạt động học diễn theo phương thức đặc thù, nhằm chiếm lĩnh tri thức, kĩ năng, kĩ xảo. 1.1.1.2. Bản chất của hoạt động học Hoạt động học tập là hoạt động chuyên hướng vào sự tái tạo lại tri thức ở người học. Sự tái tạo ở đây hiểu theo nghĩa là phát hiện lại. Sự thuận lợi cho người học ở đây đó là con đường để phát hiện lại đã được các nhà khoa học tìm hiểu trước, giờ người học chỉ việc tái tạo lại. Và để tái tạo lại, người học không có cách gì khác đó là phải huy động nội lực của bản thân (động cơ, ý chí, …), càng phát huy nội lực của bản thân cao bao nhiêu thì việc tái tạo lại kiến thức càng diễn ra tốt bấy nhiêu. Do đó hoạt động học làm thay đổi chính người học. Ai học thì người đó phát triển, không ai học thay thế được, người học cần phải có trách nhiệm với chính bản thân mình, vì mình trong quá trình học. Hoạt động học có thể cũng có thể làm thay đổi khách thể nhưng như thế không phải là mục đích tự thân của hoạt động học mà chính là phương tiện để đạt được mục đích làm thay đổi chính chủ thể của hoạt động. Hoạt động học là hoạt động tiếp thu những tri thức lý luận, khoa học. Nghĩa là việc học không chỉ dừng lại ở việc nắm bắt những khái niệm đời thường mà học phải tiến đến những tri thức khoa học, những tri thức có tính chọn lựa cao, đã được khái quát hoá, hệ thống hoá. Hoạt động học tập không chỉ hướng vào việc tiếp thu những tri thức, kĩ năng, kĩ xảo mà còn hướng vào việc tiếp thu cả những tri thức của chính bản thân hoạt động học. Hoạt động học muốn đạt kết quả cao, người học phải biết cách học, phương pháp học, nghĩa là phải có những tri thức về chính bản thân hoạt động học. Hoạt động học là hoạt động chủ đạo của lứa tuổi học sinh, sinh viên. Do đó nó giữ vai trò chủ đạo trong việc hình thành và phát triển tâm lý của người học trong lứa tuổi này. 1.1.1.3. Đối tượng của hoạt động học Chủ thể của hoạt động học là người học thì đối tượng của hoạt động học hướng tới đó là tri thức. Nhưng tri thức mà người học phải học được lựa chọn từ những khoa học khác nhau, theo những nguyên tắc nhất định, làm thành những môn học tương ứng và được cụ thể ở những đơn vị cấu thành như: khái niệm, kĩ năng, thái độ… Đối tượng của hoạt động học có liên quan chặt chẽ với đối tượng của khoa học. Tuy vậy, có sự khác nhau về nguyên tắc giữa hoạt động học và hoạt động nghiên cứu khoa học. Hoạt động học là hoạt động tái tạo lại những tri thức đã có từ trước ở người học, còn hoạt động nghiên cứu khoa học đó là phát hiện những chân lý khoa học mà loài người chưa biết đến. Có thể nói: đối tượng của hoạt động học là cái mới với cá nhân người học nhưng không mới đối với nhân loại. 1.1.1.4. Phương tiện học tập Hoạt động bao giờ cũng hướng tới một đối tượng cụ thể, và chủ thể phải có những phương tiện, những điều kiện cụ thể để chiếm lĩnh đối tượng. Trong hoạt động học tập, ngoài những phương tiện như: giấy, bút, sách, giáo trình, máy tính… nó còn mang tính chất đặc thù của hoạt động học tập đó là mọi yếu tố của nó đều được hình thành trong quá trình học tập. Phương tiện học tập không có sẵn trong tâm lý chủ thể mà hình thành chính trong quá trình chủ thể tham gia hoạt động học tập. Phương tiện chủ yếu của hoạt động học tập đó là các hành động học tập: so sánh, phân loại, phân tích, khái quát hoá. Tâm lý học đã khẳng định so sánh, phân loại là những hành động học tập, là phương tiện đắc lực cho việc hình thành những khái niệm kinh nghiệm, còn phân tích, khái quát hoá là phương tiện để hình thành nên những khái niệm khoa học. Cần nhấn mạnh rằng trong hoạt động học, phương tiện chủ yếu là tư duy. Trong giáo dục, tất cả các hình thức tư duy đều quan trọng và cần thiết. 1.1.1.5. Điều kiện học tập Hoạt động học muốn được diễn ra phải có điều kiện của nó. Điều kiện đầu tiên đó là có sự tham gia của các yếu tố bên ngoài (ngoại lực) như: có sự hướng dẫn của thầy, sách, vở, bút, máy tính, giáo trình… Điều kiện thứ hai đó là có sự vận động của chính bản thân người học hay còn gọi là yếu tố nội lực. Đó là những tri thức mà người học học được, trình độ trí tuệ hiện có của người học, động cơ, ý chí, hứng thú của người học… Khi có đầy đủ những điều kiện đó, người học dù trong hoàn cảnh có thầy với trò, hay không có sự có mặt của thầy thậm chí khi ra trường, hoạt động học vẫn diễn ra. Từ đó có thể hiểu học là quá trình tương tác các yếu tố ngoại lực và yếu tố nội lực thông qua hoạt động dạy và học. Trong đó, yếu tố nội lực ở đây đóng vai trò quan trọng trong hoạt động học của người học. 1.1.1.6. Sự hình thành hoạt động học tập i) Động cơ học tập Các yếu tố của hoạt động học được hình thành trong chính hoạt động học. Nói đến hình thành hoạt động học, trước hết phải nói đến sự hình thành động cơ học tập. - Hoạt động học với chủ thể là người học, còn đối tượng của nó là những tri thức khoa học, với mục tiêu cuối cùng là hình thành nhân cách cho người học. Chủ thể khi tiến hành hoạt động học, chiếm lĩnh tri thức thì chính tri thức đó trở thành cái tinh thần, thôi thúc người học. Vì vậy có thể hiểu động cơ học tập là sức mạnh tinh thần điều khiển, điều chỉnh hoạt động học nhằm chiếm lĩnh tri thức khoa học, để thoả mãn nhu cầu nào đó của người học. - Động cơ của hoạt động học tập ở học sinh, sinh viên được hiện thân ở những tri thức, kĩ năng, kĩ xảo mà giáo dục ở nhà trường mang lại cho họ. Trong thực tiễn giáo dục, động cơ học tập được chia thành hai loại: động cơ hoàn thiện tri thức và động cơ quan hệ xã hội. + Động cơ hoàn thiện tri thức là lòng ham mê, khát khao mở rộng tri thức, say mê với những môn học... Hoạt động học tập được thúc đẩy bởi động cơ này nó không chứa những mâu thuẫn bên trong và nó đòi hỏi phải có những nỗ lực ý chí để đạt được nguyện vọng chứ không phải hướng vào đấu tranh với chính bản thân mình. + Động cơ quan hệ xã hội đó là sự thưởng phạt hoặc đe doạ, những áp lực gia đình, nhà trường, công việc, sự hiếu danh hoặc mong đợi sự hạnh phúc. Ở mức độ nào đó động cơ này mang tính cưỡng bách, và có lúc xuất hiện như một vật cản cần vượt qua để đạt được mục đích của mình. Xét về mặt lý luận, mỗi hoạt động được thúc đẩy bởi một động cơ nhất định. Hoạt động học hướng đến là những tri thức khoa học, thì chính nó (tức là đối tượng của hoạt động học) trở thành động cơ của hoạt động ấy. Động cơ hoàn thiện tri thức là động cơ chính của hoạt động học tập. Nhưng trên thực tế còn có động cơ quan hệ xã hội. Nó “bám vào”, “hiện thân” trên động cơ hoàn thiện tri thức, trở thành một bộ phận của động cơ hoàn thiện tri thức. Khi động cơ hoàn thiện tri thức được đáp ứng thì đồng nghĩa với nó là động cơ quan hệ xã hội cũng được thoả mãn. Cả hai loại động cơ này đều xuất hiện trong quá trình học tập và trong từng hoàn cảnh cụ thể, tuỳ theo điều kiện nào đó mà động cơ này hay động cơ kia chiếm vị trí quan trọng hơn, nổỉ lên và chiêm ưu thế trong thứ bậc động cơ. Sự phân chia động cơ như vậy chỉ có tính chất tương đối. ii) Mục đích học tập. Theo tâm lý học hoạt động, mục đích được hiểu là cái mà hành động đang diễn ra hướng tới. Hoạt động học được thúc đẩy bởi động cơ và nó được tiến hành dưới các hành động học. Vì vậy, mục đích của hoạt động học là các khái niệm, các giá trị, các chuẩn mực...mà hành động học đang diễn ra hướng đến nhằm đạt được nó. Quá trình hình thành mục đích bắt đầu từ việc hình thành trong chủ thể dưới các dạng là các biểu tượng, sau đó được tổ chức để hiện thực hoá biểu tượng trên thực tế, và khi thực tế có hoàn thành được thì mục đích được hoàn thành. Mục đích của hoạt động học cũng được hình thành như vậy, chỉ có điều nó có tính đặc thù riêng đó là việc hình thành mục đích học tập hướng đến là để thay đổi chính chủ thể ở đây là người học. Mục đích này chỉ có thể được bắt đầu hình thành khi chủ thể bắt đầu bắt tay vào thực hiện hành động học tập của mình. Trên con đường chiếm lĩnh đối tượng nó luôn diễn ra quá trình chuyển hoá giữa mục đích và phương tiện học tập. Mục đích bộ phận được thực hiện đầy đủ thì nó lại trở thành công cụ để chiếm lĩnh các mục đích tiếp theo. iii) Sự hình thành các hành động học tập Học là một quá trình, do đó khi nói đến hoạt động học là phải nói đến sự hình thành các hành động học tập. Hành động học ở đây được hiểu là hành động trí óc nhằm chiếm lĩnh tri thức. Hành động học có rất nhiều các hành động khác nhau, và bản chất nhất, cơ bản nhất có các hành động chính sau: - Hành động phân tích: tìm ra nguồn gốc nội tại, cấu trúc lôgíc của đối tượng. - Hành động mô hình hoá: giúp con người diễn đạt các khái niệm một cách trực quan, nó bao gồm mô hình gần giống với vật thật, mô hình tượng trưng, mô hình mã hoá, nó được dùng nhiều trong sinh học… - Hành động cụ thể hoá: nhằm vận dụng giúp người học hiểu được rõ nhất bản chất của vấn đề, giải quyết những vấn đề trong mối liên hệ cụ thể từng lĩnh vực. 1.1.1.7. Đặc điểm chung của hoạt động học tập của sinh viên - Hoạt động học tập của sinh viên có tính chất độc đáo về mục đích và kết quả hoạt động. Đó là, khác với lao động, học tập không làm thay đổi đối tượng mà thay đổi chính bản thân mình. Sinh viên học tập để tiếp thu các tri thức khoa học, hình thành những kỹ năng, kỹ xảo nghề nghiệp, phát triển những phẩm chất nhân cách người chuyên gia tương lai. - Hoạt động học tập được diễn ra trong điều kiện có kế hoạch vì nó phụ thuộc vào nội dung, chương trình, mục tiêu, phương thức và thời hạn đào tạo. - Phương tiện hoạt động học tập là thư viện, sách vở, máy tính… - Tâm lý diễn ra trong hoạt động học tập của sinh viên với nhịp độ căng thẳng, mạnh mẽ về trí tuệ. - Hoạt động học tập của sinh viên mang tính độc lập cao. Cốt lõi của hoạt động học tập của sinh viên là sự tự ý thức về động cơ mục đích, biện pháp học tập. 1.1.1.8. Tính tích cực trong hoạt động học của sinh viên Việc tạo ra tính tích cực học tập của sinh viên là nhiệm vụ chủ yếu của người thầy giáo trong nhà trường đại học. Một trong những yếu tố quan trọng có ảnh hưởng mạnh tới tính tích cực hoạt động tập của sinh viên là do sự vận dụng một cách thích hợp phương pháp giảng dạy của thầy. Theo Thái Duy Tiên thì "Tính tích cực học tập của sinh viên là tập hợp các hoạt động nhằm làm chuyển biến vị trí của người sinh viên từ đối tượng tiếp nhận tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức, để nâng cao hiệu quả học tập"[24]. Tính tích cực học tập của sinh viên được thể hiện qua một số đặc điểm cơ bản sau: - Trong giờ học sinh viên có chú ý tới bài giảng hay không. - Mức độ tự giác tham gia vào xây dựng bài học, trao đổi thảo luận, ghi chép. - Thực hiện tốt các nhiệm vụ học tập được giao. - Hiểu bài và có thể trình bày lại theo cách hiểu của mình. - Có hứng thú học tập. - Biết vận dụng những tri thức được học vào thực tiễn. - Có sáng tạo trong quá trình học tập. 1.1.2. Bản chất của hoạt động dạy Trong phạm vi nhà trường, hoạt động dạy là hoạt động của người thầy - định hướng, tổ chức, điều khiển hoạt động nhận thức, học tập của người học, giúp người học tìm tòi, khám phá tri thức tạo ra sự phát triển tâm lý, hình thành nhân cách ở bản thân. Theo giáo sư Phạm Hữu Tòng “… bản chất của hoạt động dạy học là dạy hành động – hành động chiếm lĩnh tri thức và hành động vận dụng tri thức, và do đó trong dạy học, giáo viên cần tổ chức các tình huống học tập đòi hỏi sự thích ứng của người học để qua đó người học chiếm lĩnh được tri thức, đồng thời phát triển trí tuệ và nhân cách toàn diện của mình”[34]. 1.1.3. Sự tương tác trong hệ dạy - học Trong sự tương tác của hệ dạy học, mỗi hành động của người học diễn ra theo các pha: “Định hướng- chấp hành- kiểm tra”. Trong đó, sự định hướng có vai trò quan trọng đối với chất lượng và hiệu quả của hành động. Người thầy có vai trò quan trọng trong việc giúp đỡ cho sự hình thành cơ sở định hướng khái quát hành động của người học Có thể mô tả sự tương tác trong hệ dạy học bằng sơ đồ hình 1.1: Cung cấp tư liệu tạo tình huống Định hướng Liên hệ ngược Tổ chức Thích ứng Liên hệ ngược NGƯỜI DẠY NGƯỜI HỌC TƯ LIỆU HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC (MÔI TRƯỜNG) Hình 1.1. Sơ đồ mô tả sự tương tác trong hệ dạy-học Trong sự vận hành của hệ tương tác dạy học, hành động của người thầy với tư liệu hoạt động dạy học là khâu tổ chức, cung cấp tư liệu, tạo tình huống có vấn đề cho hoạt động của người học. Hành động dạy của người thầy có tác dụng trực tiếp tới người học, đó là sự định hướng đối với hành động của người học, sự tương tác, trao đổi, tranh luận giữa người học với nhau và qua đó cung cấp những thông tin liên hệ ngược từ phía người học cho giáo viên. Còn hành động học của người học đối với tư liệu hoạt động dạy học là sự thích ứng của người học với tình huống học tập thích đáng nhằm chiếm lĩnh tri thức. Sự tương tác của người học với tư liệu còn đem lại cho giáo viên những thông tin liên hệ ngược cần thiết cho sự chỉ đạo của giáo viên đối với người học. 1.1.4. Bản chất của hoạt động dạy học ở đại học Bản chất của hoạt động dạy học ở đại học là quá trình nhận thức độc đáo có tính chất nghiên cứu của sinh viên được tiến hành dưới vai trò tổ chức và điều khiển của giáo viên nhằm thực hiện tốt các nhiệm vụ dạy học ở đại học. Tính chất nghiên cứu của sinh viên trong quá trình học tập ở đại học được thể hiện ở những điểm sau: - Trong quá trình học tập ở đại học, sinh viên phải tự mình chiếm lĩnh hệ thống các tri thức, kỹ năng, phải nắm vững cơ sở của nghề nghiệp tương lai ở trình độ đại học và có tiềm năng vươn lên thích ứng với những yêu cầu trước mắt và lâu dài do thực tiễn xã hội đặt ra. - Khi tiến hành hoạt động học tập, sinh viên không chỉ có năng lực nhận thức thông thường mà cần tiến hành các hoạt động nhận thức mang tính nghiên cứu trên cơ sở khả năng tư duy độc lập, sáng tạo phát triển ở mức độ cao. Điều đó có nghĩa là dưới vai trò hướng dẫn của người thầy, sinh viên không tiếp thu một cách máy móc những chân lý có sẵn mà họ có khả năng tiếp nhận chân lý đó với óc phê phán, có thể khẳng định, phủ định, hoài nghi khoa học, lật ngược vấn đề, đào sâu vấn đề… - Trong quá trình học tập ở đại học, sinh viên đã bắt đầu tham gia vào hoạt động tìm kiếm chân lý mới. Đó là hoạt động tập dượt nghiên cứu khoa học được tiến hành ở các mức độ từ thấp lên cao tuỳ theo chương trình học của học phần, chẳng hạn như: bài tập nghiên cứu sau mỗi học phần, niên luận, khoá luận, luận văn, đồ án tốt nghiệp. Hoạt động nghiên cứu khoa học này giúp sinh viên từng bước tập vận dụng những tri thức khoa học, phương pháp luận khoa học, phương pháp nghiên cứu. Thông qua đó, sinh viên tự rèn luyện các phẩm chất, tác phong của nhà nghiên cứu nhằm giải quyết một cách khoa học những vấn đề do thực tiễn xã hội, thực tiễn cuộc sống và nghề nghiệp đặt ra. Trong hoạt động học ở đại học, một trong những phương pháp dạy học có thể phát huy sự tích cực, tự lực ở sinh viên đó là dạy học dự án. 1.2. Bản chất của hoạt động dạy học Vật lý 1.2.1. Con đường nhận thức Vật lý Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, con đường nhận thức Vật lý là: Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng, rồi từ tư duy trừu tượng trở về thực tiễn. Điều này đã được các nhà Vật lý nổi tiếng thể hiện qua chu trình nhận thức (chu trình của V.G.Razumopxki nhà Vật lý người Nga hình 1.2, chu trình của Anbert Einstein hình 1.3): A Có thể diễn tả các chu trình đó như sau : Mô hình giả định trừu tượng Các hệ quả Những sự kiện khởi đầu Thí nghiệm kiểm tra S S’ S” Hình 1.2. Chu trình sáng tạo khoa học theo Razumopxki E Hình 1.3. Chu trình nhận thức sáng tạo theo Einstein. E: lμ c¸c d÷ kiÖn; A: lμ tiÒn ®Ò rót ra trªn c¬ së E; S,S’,S’’ lμ c¸c hÖ qu¶ l«gic rót ra tõ A. - Từ việc khái quát các sự kiện xuất phát, đi đến xây dựng mô hình trừu tượng giả định (giả thuyết). Từ mô hình dẫn đến việc rút ra các hệ quả lý thuyết (bằng suy luận logic hay toán học). Sau đó tiến hành thực nghiệm kiểm tra các hệ quả đó. - Nếu kết quả thực nghiệm phù hợp thì mô hình giả thuyết được xác nhận là đúng đắn và trở thành chân lí, ngược lại nếu kết quả thực nghiệm không phù hợp thì phải xem lại giả thuyết, chỉnh lại hoặc thay đổi, tức là đưa ra mô hình mới và lặp lại chu trình trên. 1.2.2. Bản chất hoạt động dạy học Vật lý cho sinh viên các ngành kỹ thuật Việc dạy học Vật lý ở trường đại học cho sinh viên các ngành kỹ thuật là giúp trang bị cho sinh viên những kiến thức nền tảng cơ bản trước khi học các môn chuyên ngành, sinh viên sẽ được học chương trình Vật lý đại cương giành cho sinh viên các ngành kỹ thuật. Với kiến thức Vật lý này nhằm giúp cho sinh viên có một tầm nhận thức cao hơn, vững chắc hơn về các vấn đề, các hiện tượng cơ học, nhiệt, điện từ, quang...Đặc biệt, giúp cho sinh viên có các kiến thức nền tảng vững chắc để vào học các môn chuyên ngành, ứng dụng các kiến thức Vật lý vào trong công việc, ngành nghề tương lai của mình. Hoạt động nhận thức Vật lý của sinh viên ở trường đại học có những điểm rất khác biệt với nhận thức của nhà khoa học và với học sinh phổ thông. - So với nhà khoa học + Nhà khoa học phải tìm ra kiến thức mới mà trước đây loài người chưa biết tới ; còn sinh viên thì học những kiến thức khoa học mà loài người đã khám phá, đã chọn lọc cho phù hợp với từng đối tượng và sinh viên tìm cách vận dụng những kiến thức đó vào trong thực tế cuộc sống, phục vụ ngành nghề trong tương lai, qua đó rèn luyện tư duy sáng tạo, học cách suy nghĩ và làm việc của các nhà khoa học, tạo nền tảng kiến thức vững chắc cho các môn khoa học chuyên ngành… + Về thời gian, nhà khoa học có nhiều thời gian, thậm chí cả đời mình để khám phá một định luật, xây dựng một giả thuyết nào đó; còn sinh viên thì thời gian rất ngắn, chỉ trong vài tiết học trên lớp và thời gian tự học ở nhà nhưng còn phải dành thời gian cho các môn học khác… Với sự khác nhau đó, ta không hy vọng làm cho sinh viên nhờ áp dụng phương pháp khoa học mà có được những sáng tạo lớn như nhà khoa học, mà chỉ mong muốn các em làm quen với cách suy nghĩ, cách tư duy khoa học, tạo ra những yếu tố ban đầu của hoạt động sáng tạo và nghiên cứu khoa học. Tuy nhiên, nếu một số sinh viên có lòng ham mê khoa học, muốn tìm tòi khám phá thì có thể gia nhập vào một nhóm nghiên cứu nào đó, dưới sự hướng dẫn của nhà khoa học có uy tín (có thể là giảng viên trong nhà trường, những người làm công tác nghiên cứu trong các viện, các trung tâm,…) - So với học sinh phổ thông + Những kiến thức sinh viên được học trong năm đầu tiên ở trường đại học ít nhiều đã có nền tảng từ phổ thông (như Vật lý, hóa học, toán học, sinh học,…), tuy nhiên học sinh phổ thông bị hạn chế về mặt kiến thức toán học cũng như tư duy, vì vậy có một số vấn đề, một số công thức mà các em phải chấp nhận nhưng không rõ nguồn gốc từ đâu ; còn với sinh viên đại học thì mọi kiến thức đều phải được chứng minh rõ ràng và khả năng áp dụng kiến thức vào thực tế được đòi hỏi cao hơn, có tầm nhìn rộng hơn, bao quát hơn. + Sinh viên được tiếp cận với các giảng viên , các nhà nghiên cứu trong các trường đại học, các viện nghiên cứu dễ dàng hơn học sinh phổ thông, nguồn tài liệu tham khảo trong các trường đại học cũng rất phong phú. Đó là điều kiện thuận lợi giúp sinh viên bước đầu rèn luyện công tác nghiên cứu khoa học, trao dồi kỹ năng giải quyết vấn đề thực tiễn đặt ra... Năng lực nói chung và năng lực sáng tạo không phải là bẩm sinh mà được hình thành và phát triển trong quá trình hoạt động của chủ thể. Bởi vậy muốn hình thành năng lực phải chuẩn bị cho sinh viên những điều kiện cần thiết để họ thực hiện thành công hoạt động đó. Những điều kiện đó là: - Đảm bảo cho sinh viên có điều kiện tâm lí thuận lợi để tự lực hoạt động:  Tạo mâu thuẫn nhận thức, gợi động cơ, hứng thú tìm tòi cái mới, ta thường gọi là xây dựng tình huống có vấn đề.  Tạo môi trường sư phạm thuận lợi. - Tạo điều kiện để sinh viên có thể giải quyết thành công những nhiệm vụ được giao:  Lựa chọn một logíc nội dung bài học thích hợp.  Rèn luyện cho sinh viên kỹ năng thực hiện một số thao tác cơ bản gồm thao tác tay chân và thao tác tư duy.  Cho sinh viên làm quen với các phương pháp nhận thức Vật lý được sử dụng phổ biến. Để đảm bảo những điều kiện này thì phương pháp dạy học là một trong những nhân tố đóng vai trò quyết định. Trong những năm gần đây, ngành giáo dục đã chú trọng nhiều tới phương pháp dạy học ‘lấy người học làm trung tâm’, phương pháp dạy học tích cực, như: dạy học dự án, dạy học theo chủ đề, dạy học kiến tạo... 1.3. Dạy học dự án 1.3.1. Bản chất dạy học dự án DHDA (hay còn gọi là phương pháp dự án, học theo dự án) là hình thức dạy học trong đó người học thực hiện một nhiệm vụ học tập phức hợp, có sự kết hợp giữa lí thuyết với thực tiễn, thực hành. Nhiệm vụ này được người học thực hiện với tính tự lực cao trong toàn bộ quá trình học tập, từ việc xác định mục đích, lập kế hoạch, đến việc thực hiện dự án, kiểm tra, điều chỉnh, đánh giá quá trình và kết quả thực hiện. Học theo dự án là một hoạt động tìm hiểu sâu về một chủ đề cụ thể với mục tiêu tạo cơ hội để người học thực hiện nghiên cứu vấn đề thông qua việc kết nối các thông tin, phối hợp nhiều kỹ năng, giá trị và thái độ nhằm xây dựng kiến thức và phát triển khả năng và thái độ học tập suốt đời. Dạy học dự án được xây dựng dựa trên những câu hỏi định hướng quan trọng, lồng ghép các chuẩn nội dung và tư duy bậc cao trong những bối cảnh thực tế. Bài học thiết kế theo dự án chứa đựng nhiều kỹ thuật dạy học khác nhau, có thể lôi cuốn được mọi đối tượng người học, không phụ thuộc vào cách học của họ. Thông thường người học sẽ được làm việc với các chuyên gia và những thành viên trong cộng đồng để giải quyết vấn đề gắn với thực tiễn, hiểu sâu nội dung hơn. Các phương tiện kỹ thuật cũng được sử dụng để hỗ trợ việc học. Trong quá trình thực hiện dự án có thể vận dụng nhiều cách đánh giá khác nhau để giúp người học tạo ra những sản phẩm có chất lượng. Có rất nhiều kiểu dự án được tiến hành trong lớp học. Một dự án được coi là hiệu quả khi nó đạt được sự cân bằng giữa khả năng thực hiện của người học với ý đồ thiết kế của giáo viên, chỉ rõ những công việc người học cần làm. Những đặc điểm dưới đây sẽ giúp nhận diện rõ thế nào là bài học dạy theo dự án hiệu quả. - Người học là trung tâm của quá trình dạy học Bài học theo dự án được thiết kế cẩn thận, lôi cuốn người học vào những nhiệm vụ mở và có tính thực tiễn cao. Các nhiệm vụ của dự án kích thích khả năng ra quyết định, niềm cảm hứng, say mê của người học trong quá trình thực hiện và tạo ra sản phẩm cuối cùng. Người học lĩnh hội kiến thức bài học thông qua việc tìm hiểu và tự quyết định mức độ hoàn thành các nhiệm vụ của dự án. Giáo viên giữ vai trò người hỗ trợ hay hướng dẫn. Người học hợp tác làm việc với nhau trong các nhóm, phát huy tối đa năng lực cá nhân khi đảm nhận những vai trò khác nhau. - Dự án tập trung vào những mục tiêu học tập quan trọng gắn với các chuẩn Những dự án tốt được phát triển dựa trên những nội dung cốt lõi của chương trình đáp ứng các chuẩn quốc gia và địa phương. Dự án có các mục tiêu rõ ràng gắn với các chuẩn và tập trung vào những hiểu biết của người học sau quá trình học. Từ việc định hướng vào mục tiêu, giáo viên sẽ chọn lựa hình thức dạy học phù hợp, lập kế hoạch đánh giá và tổ chức các hoạt động dạy và học. Kết quả của dự án được thể hiện kết tinh trong sản phẩm của người học và quá trình thực hiện nhiệm vụ, ví dụ phần thuyết trình đầy thuyết phục hay ấn phẩm thông tin thể hiện sự lĩnh hội các chuẩn nội dung và mục tiêu dạy học. - Dự án được định hướng theo Bộ câu hỏi khung chương trình Câu hỏi khung chương trình sẽ giúp các dự án tập trung vào những hoạt động dạy học trọng tâm. Người học được giới thiệu về dự án thông qua các câu hỏi gợi mở những ý tưởng lớn, xuyên suốt và có tính liên môn. Người học sẽ buộc phải tư duy sâu hơn về các vấn đề nội dung của môn học theo các chuẩn và mục tiêu. Có ba dạng câu hỏi khung chương trình: Câu hỏi khái quát, Câu hỏi bài học và Câu hỏi nội dung. Câu hỏi khái quát là các câu hỏi rộng, có tính mở, đề cập đến các ý tưởng lớn và các khái niệm xuyên suốt. Câu hỏi loại này thường mang tính liên môn, giúp người học hiểu được mối quan hệ giữa các môn học. Các câu hỏi bài học được gắn trực tiếp với dự án, hỗ trợ việc tìm kiếm lời giải cho Câu hỏi khái quát. Các câu hỏi bài học thể hiện mức độ hiểu những khái niệm cốt lõi về dự án của người học. Các câu hỏi nội dung thường mang tính thực tiễn cao, bám sát các chuẩn và mục tiêu đã đề ra. - Dự án đòi hỏi các hình thức đánh giá đa dạng và thường xuyên Ngay từ khi triển khai dự án, các kết quả dự kiến cần phải được làm rõ và phải luôn được rà soát nhiều lần để kiểm chứng mức độ lĩnh hội bằng các phương pháp đánh giá khác nhau. Người học sẽ được xem mẫu và hướng dẫn trước để thực hiện công việc có chất lượng nhất, và phải biết rõ điều gì đang chờ đợi ngay từ khi bắt đầu dự án. Cần phải tạo cơ hội để rà soát, phản hồi hay điều chỉnh trong suốt quá trình thực hiện dự án. - Dự án có liên hệ với thực tế Dự án phải gắn với đời sống thực tế của người học, có thể mời các chuyên gia cùng tham gia để tạo ra những tình huống dạy học. Người học có thể thể hiện việc học của mình trước những đối tượng thực tế, liên hệ với các nguồn lực cộng đồng, tham khảo các chuyên gia trong lĩnh vực nghiên cứu, hoặc trao đổi thông qua công nghệ hiện đại. - Người học thể hiện sự hiểu biết của mình thông qua sản phẩm và quá trình thực hiện. Thông thường các dự án được kết thúc với việc người học thể hiện thành quả học tập của mình thông qua các bài thuyết trình, các văn bản tài liệu, các mô hình dàn dựng, các đề án hoặc thậm chí là các sự kiện mô phỏng như một hội thảo giả. Những sản phẩm cuối cùng này giúp người học thể hiện khả năng diễn đạt và làm chủ quá trình học tập. - Công nghệ hiện đại hỗ trợ và thúc đẩy việc học của người học Người học được tiếp cận với nhiều công nghệ khác nhau giúp hỗ trợ phát triển kỹ năng tư duy, cho ý kiến đánh giá về nội dung và hỗ trợ tạo ra sản phẩm cuối cùng. Với sự trợ giúp của công nghệ, người học tự chủ hơn với kết quả cuối cùng, có cơ hội “cá nhân hoá sản phẩm”. Người học có thể vươn ra khỏi bốn bức tường lớp học bằng cách cộng tác với các lớp học từ xa qua email và các trang web tự tạo, hoặc trình bày việc học của mình qua các chương trình đa phương tiện. - Kỹ năng tư duy là không thể thiếu trong làm việc theo dự án Làm việc theo dự án sẽ hỗ trợ phát triển cả kỹ năng tư duy siêu nhận thức lẫn tư duy nhận thức như hợp tác, tự giám sát, phân tích dữ liệu, và đánh giá thông tin. Trong suốt quá trình thực hiện dự án, các câu hỏi khung chương trình sẽ kích thích người học tư duy và liên hệ với các khái niệm mang ý nghĩa thực tiễn cao. - Chiến lược dạy học đa dạng hỗ trợ phong cách học đa dạng Các chiến lược dạy học sẽ tạo ra một môi trường học tập đa dạng hơn, thúc đẩy tư duy bậc cao hơn. Những chiến lược dạy học sẽ giúp đảm bảo cho người học được tiếp cận với toàn bộ nội dung của chương trình, tạo cơ hội thành công cho mỗi học viên. Trong dạy học dự án có thể kết hợp các kỹ thuật dạy học hợp tác, làm việc nhóm, phân nhánh tổ chức, nhận xét phản hồi từ giảng viên hoặc từ bạn học. Bản chất của DHDA có thể được tóm tắt theo sơ đồ hình 1.4 1.3.2. Các giai đoạn thực hiện dạy học dự án 1.3.2.1. Lập kế hoạch 1.3.2.1.1. Kế hoạch của GV a. Triển khai bài học thành dự án Xuất phát từ nội dung bài học, GV phải xác định các nội dung kiến thức và kỹ năng người học cần đạt được, phải có ý đồ tổ chức bài học thành dự án và suy nghĩ về ý tưởng dự án. Kỹ năng tư duy và cộng tác làm việc Hỗ trợ phong cách học đa dạng Gắn với cộng nghệ hiện đại Định hướng thực tiễn Đánh giá đa dạng, thường xuyên Tập trung mục tiêu quan trọng Định hướng theo bộ câu hỏi khung DHDA (Người học là trung tâm) Hình 1.4. Sơ đồ tóm tắt bản chất dạy học dư án - GV luôn cần phải nhìn thấy, phải tìm thấy những vấn đề thực tiễn đang diễn biến trong cuộc sống xung quanh có liên quan đến nội dung bài học. - GV phải nhìn thấy những vấn đề lớn mà thế giới đang phải đối mặt, ví dụ: khủng hoảng năng lượng, ô nhiễm môi trường, thiên tai như bão lụt, động đất, sóng thần, nóng lên của khí hậu,… - Biết từ bỏ những nội dung mà chương trình buộc phải dạy theo các phương pháp truyền thống. - Lựa chọn các nội dung thích hợp và chỉnh sửa cho phù hợp với mục tiêu của dự án. Vấn đề thực tiễn xung quanh và thế giới đang đối mặt Loại bỏ những nội dung theo phương pháp truyền thống Lựa chọn nội dung thích hợp với DHDA Nội dung bài học Hình 1.5. Sơ đồ triển khai bài học thành dự án b. Xây dựng bộ câu hỏi định hướng bài dạy Sử dụng bộ Câu hỏi định hướng bài dạy nhằm khuyến khích người học vận dụng các kỹ năng tư duy bậc cao, giúp họ hiểu rõ, hiểu bản chất vấn đề và hình thành được hệ thống kiến thức. Những câu hỏi này còn đảm bảo các dự án của người học có tính hấp dẫn và thuyết phục, chú trọng đến các yêu cầu hơn là chỉ đơn giản trình bày lại các sự kiện. Bộ Câu hỏi định hướng bài dạy bao gồm các câu hỏi Khái quát, câu hỏi Bài học, câu hỏi Nội dung. * Câu hỏi Khái quát Câu hỏi khái quát là những câu hỏi mang tính mở, khơi dậy sự thích thú, sự quan tâm và có phạm vi rất rộng, là cầu nối giữa môn học và bài học. Đó là những câu hỏi không thể trả lời thoả đáng bằng một mệnh đề. Câu hỏi khái quát có những đặc điểm: - Là yếu tố trọng tâm của DHDA: Những Câu hỏi khái quát có thể tìm thấy trong rất nhiều vấn đề còn đang tranh cãi ở nhiều lĩnh vực nghiên cứu. - Lặp lại một cách tự nhiên thông qua người học và lịch sử của môn học: Những câu hỏi quan trọng giống nhau được hỏi đi hỏi lại. Các câu trả lời của chúng ta có thể ngày càng trở nên phức tạp hơn và phản ánh nhiều sắc thái mới nhưng chúng ta vẫn còn và sẽ còn quay lại những câu hỏi đó. - Dẫn đến những câu hỏi quan trọng khác: Những câu hỏi đó sẽ mở rộng vấn đề, mở rộng tính phức tạp và phong phú của chủ đề, gợi mở hướng nghiên cứu chứ không dẫn đến những kết luận sớm hay những câu trả lời mơ hồ. Ví dụ: Điện có vai trò như thế nào đối với sự phát triển của nhân loại? Câu hỏi này có phạm vi rất rộng, không thể trả lời chỉ bằng một mệnh đề, có thể sử dụng được trong các môn khoa học tự nhiên, khoa học xã hội, điện xâm nhập vào mọi lĩnh vực của đời sống xã hội,… * Câu hỏi Bài học Câu hỏi bài học là những câu hỏi bó hẹp trong một chủ đề hoặc bài học cụ thể, hỗ trợ và phát triển Câu hỏi khái quát. Câu hỏi bài học có các đặc điểm: - Đưa ra các chỉ dẫn liên quan đến chủ đề và môn học cụ thể đối với các Câu hỏi khái quát: Các Câu hỏi bài học định hướng một bộ các bài học cụ thể, chúng được thiết kế để chỉ ra và khai thác những Câu hỏi khái quát thông qua chủ đề. - Các Câu hỏi bài học thường mở ra và gợi ý những hướng nghiên cứu, bàn luận: Chúng khai thác các phương diện, tính phức tạp phong phú của vấn đề. Chúng được dùng để khởi đầu cho một sự tranh luận, hợp tác chứ chưa phải dẫn đến một câu trả lời rõ ràng mà GV mong muốn. - Được thiết kế nhằm khuyến khích và duy trì hứng thú của học sinh: Các Câu hỏi bài học sẽ có hiệu quả cao hơn nếu như chúng được thiết kế với mục đích khuyến khích người học. Những câu hỏi như thế thường thúc đẩy sự tranh luận và làm phương tiện để duy trì sự khám phá của người học. Ví dụ: Từ câu hỏi khái quát ở trên ta sẽ có một số câu hỏi bài học như: - Trong sản xuất nông nghiệp, điện có vai trò như thế nào? - Trong công nghiệp, điện có vai trò như thế nào? - Trong nghiên cứu khoa học, điện có vai trò như thế nào? * Câu hỏi Nội dung Câu hỏi nội dung là những câu hỏi hỗ trợ trực tiếp về nội dung và mục tiêu bài học. Đó là những câu hỏi yêu cầu người học trả lời dựa trên thực tế bài học. Các Câu hỏi nội dung hầu hết chú trọng vào sự kiện hơn là giải thích sự kiện đó và thường có câu trả lời rõ ràng. Ví dụ: Với Câu hỏi khái quát và Câu hỏi bài học ở trên, ta có một số câu hỏi nội dung như: - Trong nghề trồng cây ăn quả, điện có hữu ích gì? - Trong ngành công nghiệp may mặc, điện được dùng như thế nào để nâng cao hiệu suất công việc? - Trong thí nghiệm Ơxtec, dòng điện có vai trò như thế nào? Hình 1.6. Đặc điểm của bộ câu hỏi định hướng Bộ câu hỏi định hướng - mang tính mở, phạm vi rất rộng - không thể trả lời thỏa đáng bằng một mệnh đề - dẫn đến những câu hỏi quan trọng khác Câu hỏi khái quát - bó hẹp trong một chủ đề, bài học cụ thể - khuyến khích và duy trì hứng thú người học - Gợi ý hướng nghiên cứu, bàn luận Câu hỏi bài học - chú trọng sự kiện - hỗ trợ trực tiếp về nội dung, mục tiêu bài học Câu hỏi nội dung c. Thiết kế dự án Trước một nội dung dự định thực hiện một dự án, GV cần phải nghiêm túc trả lời các câu hỏi: + Trong thực tế những ai cần những kiến thức này (người học đóng vai là các nhà tư vấn để tư vấn về các vấn đề thực tế). + Chọn ra một đối tượng cụ thể (lựa chọn nội dung kiến thức cần vận dụng hoặc cần xây dựng). + Đưa ra dự án (người học đóng vai là các nhà lập dự án) gồm: Mục tiêu của dự án, giải pháp thực hiện dự án, công việc chính cần thực hiện (thực hiện giải pháp), địa điểm thực hiện dự án, kết quả dự án thu được. Từ ý tưởng dự án và nội dung kiến thức cần học (cần vận dụng), người học thiết kế 3 bài tập gồm: bài trình diễn đa phương tiện, một áp phích hay tờ rơi, một trang web để làm sao cho khi thực hiện xong một dự án như thế thì chắc chắn người học trả lời tốt bộ câu hỏi định hướng. d. Thiết kế tài liệu hỗ trợ GV và người học GV chuẩn bị những hỗ trợ cần thiết cho người học trong quá trình thực hiện các bài tập được giao, như: - Các bài tập mẫu, nội dung bài học, các nguồn tài liệu tham khảo khác, các mẫu phiếu phân công công việc trong nhóm, các mẫu phiếu đánh giá từng sản phẩm,… - Chuẩn bị tài liệu hỗ trợ GV: Để đảm bảo cho sự định hướng đạt hiệu quả, đòi hỏi GV phải dự kiến trước được quá trình thực hiện, kết quả đạt được, nghĩa là phải thiết kế được sơ đồ tiến trình hình thành kiến thức của dự án. e. Chuẩn bị các điều kiện thực hiện dự án - Để tạo điều kiện tốt nhất cho việc thực hiện dự án cần có sự tuyên truyền, thông báo rộng rãi để tập hợp mọi người tham dự, đồng thời phải chuẩn bị đầy đủ cơ sở vật chất, kinh phí. - GV cần có buổi tập huấn cho sinh viên biết cách thực hiện các nhiệm vụ nghiên cứu 1.3.2.1.2. Kế hoạch của người học Bước lập kế hoạch quan trọng với tất cả các thành viên trong nhóm: biết được hoạt động cần hướng tới, nhiệm vụ phải làm gì, khi nào hoàn thành, và cách hoàn thành dự án đúng thời hạn. a. Lựa chọn chủ đề Xuất phát từ bộ câu hỏi định hướng của GV, người học bắt đầu lựa chọn cho mình một chủ đề phù hợp với mục tiêu kiến thức, kỹ năng, nhu cầu và hứng thú của họ (cá nhân hay nhóm). Các chủ đề này có tính thực tiễn với cuộc sống xung quanh người học, có thể là các vấn đề liên quan trong đời sống hàng ngày, các vấn đề về văn hoá- xã hội, các vấn đề thời sự cập nhật, hay là việc nghiên cứu so sánh, việc ứng dụng một thành tựu nào đó của khoa học- kỹ thuật,... b. Xây dựng tiểu chủ đề Một ý tưởng hoặc chủ đề ban đầu cần được mở rộng bằng cách bao hàm nhiều tiểu chủ đề để thực hiện tìm hiểu thông tin. Sử dụng mạng sơ đồ tư duy là phương pháp hữu hiệu nhất trong công việc này, nó cho phép tập hợp các ý kiến của các thành viên trong nhóm, kết hợp các ý tưởng, xây dựng cấu trúc kiến thức, xác định quy mô tìm hiểu và xác định các nhiệm vụ học tập Hình 1.7. Sơ đồ mô tả các bước lập sơ đồ tư duy Để thuận lợi khi xây dựng ý tưởng mới, ta sử dụng kỹ thuật đặt câu hỏi 5W1H. Trong đó, câu hỏi tại sao và như thế nào là quan trọng nhất Hình 1.8. Kỹ thuật đặt câu hỏi 5W1H để xây dựng ý tưởng How (như thế nào) Why (tại sao) When (khi nào) Where (ở đâu) Who (Ai) What (cái gì) 5W1H c. Lập kế hoạch các nhiệm vụ học tập Hoạt động này nhằm giúp cho các thành viên trong nhóm biết được ai sẽ làm nhiệm vụ gì và thời hạn hoàn thành. Đây là hoạt động hợp tác giữa các thành viên, đòi hỏi mỗi thành viên phải ý thức phối hợp với nhau, hỗ trợ cho nhau để hoàn thành dự án. Tên thành viên Nhiệm vụ Thời hạn hoàn thành Nguyễn Thanh Đạt (Trưởng nhóm) … … Bùi Thị Thanh Ngân … … … … … 1.3.2.2. Thực hiện dự án Trong pha này, dự án đã được hình thành. Người học bằng cách nghiên cứu, biến đổi hoặc tạo ra thông tin mới trong sự hợp tác để đi đến kết quả chung. 1.3.2.2.1. Thu thập thông tin, thực hiện điều tra, thảo luận với các thành viên khác Sinh viên thu thập dữ liệu từ sách, báo, tạp chí, internet… tiến hành các thí nghiệm, gặp gỡ các nhân vật cần thiết, phân tích, so sánh, tranh luận, tổng hợp. Máy tính cung cấp dữ liệu cập nhật về một số lớn các thông tin và các vấn đề thực tế, tạo thuận lợi cho sự hợp tác giữa các thành viên của cùng lớp học hoặc với các lớp học khác. 1.3.2.2.2. Tham vấn giáo viên hướng dẫn Trong quá trình thực hiện dự án, người học liên hệ và tham vấn chặt chẽ với GV hướng dẫn để đảm bảo dự án đi đúng hướng. Giáo viên tôn trọng kế hoạch đã xây dựng và sự hợp tác giữa các cá nhân người học nhằm tạo ra một công đồng trong đó trung tâm là việc học tập. - Giáo viên cần tạo thuận lợi cho sự trao đổi thường xuyên và cởi mở giữa các thành viên, tạo sự tìm kiếm thông tin từ các nguồn tài liệu có sẵn bên cạnh sự chịu trách nhiệm về những nhiệm vụ, mời các nhóm thường xuyên đánh giá sự tiến triển của công việc và tận dụng dịp này để động viên, kích thích và chỉnh sửa để nhằm đến đích. - Những chiến lược người học sử dụng cần phải trở thành đối tượng của sự quan sát liên tục của giáo viên. Việc định hướng thay đổi tuỳ theo khả năng người học và bản chất của loại hoạt động. Tuy nhiên, tác động của giáo viên cần mang đến một không khí cởi mở. Những câu hỏi về các hoạt động của nhóm, về sự chịu trách nhiệm, về phương pháp nghiên cứu, về sự phân biệt giữa cái đúng và cái sai… sẽ dẫn đến những đề nghị dấp dẫn đối với các dự án tương lai. 1.3.2.3. Tổng hợp kết quả và khai thác dự án 1.3.2.3.1. Tổng hợp các kết quả và xây dựng sản phẩm Tổng hợp những đóng góp là một hoạt động cần thiết của việc thực hiện dự án. Hoạt động này thường thể hiện ở hai mặt: một mặt giới thiệu cho toàn lớp những đóng góp của nhóm nhỏ, mặt khác là dịp để thành viên này hay thành viên khác điều chỉnh bởi chính họ để có sản phẩm của tập thể, của cả lớp. Những đóng góp khác nhau sẽ được giới thiệu và mỗi đóng góp nhằm theo đuổi một câu hỏi để mang đến những sản phẩm chung. 1.3.2.3.2. Khai thác dự án Việc làm chủ kiến thức, kỹ năng và thái độ được tạo nên trong quá trình liên tục thực hiện dự án. Tuy nhiên, cần phải trả lời các câu hỏi sau: - Dự án đã thực hiện có mang lại một sự học tập đích thực hay không? - Trong tương lai, dự án có thể thực hiện khác được không? - Dự án tiếp theo có thể là gì? a) Xem xét lại dự án - Việc trở lại dự án cho phép các thành viên của lớp xem lại cách mà họ (cá nhân hay tập thể) đã cam kết theo đuổi trong dự án: họ đã thực hiện nhiệm vụ tìm kiếm câu trả lời cho câu hỏi như thế nào? Đứng trước một tình huống họ đã thực hiện các chiến lược nào? Các phương pháp nào đã được sử dụng để có thể đi đến kết quả? Họ đã đánh giá thường xuyên công việc như thế nào? Họ đã kiên nhẫn ra sao?.. - Việc trở lại dự án cần thực hiện sao cho phù hợp với người học và với đặc trưng của dự án đã thực hiện, có nhiều cách để thực hiện: thảo luận với cả lớp hoặc với nhóm nhỏ, điều tra tiếp theo để bình luận về kết quả, những áp dụng trong bối cảnh khác,.. Sự trở lại dự án dẫn đến việc hỏi về cái đã học và về cái đã thực hiện. Nó có thể xoay quanh câu hỏi như: mục đích học tập đã đạt được hay chưa? Trong quá trình thực hiện dự án, mối liên hệ nào đã thực hiện với sự học tập trước đó? Những câu hỏi nào chưa có câu trả lời hay chỉ mới nhận được sự trả lời chưa thoả đáng… b) Tiếp theo của dự án Tiếp theo của dự án tạo cơ hội cho các nhóm quan tâm đến việc bổ sung thông tin liên quan đến phương diện đặc biệt của dự án. Dự án đã thực hiện kích thích mong muốn tiếp tục thực hiện dự án khác. 1.3.3. Các loại dự án Dự án nghiên cứu sâu về các chủ đề thực tế và các vấn đề mà người học thực sự muốn tìm hiểu. Các dự án sẽ kết hợp được các yếu tố như hoạt động đóng vai một cách sáng tạo, thiết kế, công nghệ, cộng đồng với các chủ đề đa dạng trong chương trình nhằm giúp người học tìm hiểu về nội dung và thể hiện được những điều mà họ biết. Dưới đây là một số loại dự án. - Học thông qua việc phục vụ cộng đồng: Những dự án này thường gắn với cộng đồng địa phương và cho phép người học áp dụng bài học trong lớp học vào tình huống thực tế. Xây dựng kế hoạch để làm sạch kênh thủy lợi ở địa phương hay thiết kế một sân chơi cho công viên ở địa phương là một số ví dụ của kiểu dự án này. - Mô phỏng, đóng vai: Những dự án này được thiết kế nhằm cung cấp cho người học một kinh nghiệm thực tế đầu tay. Người học sẽ vào vai một người khác, sống trong một tình huống mô phỏng tái tạo lại thời gian và không gian nhất định. Mô phỏng và đóng vai là cách rất hữu hiệu để phản ánh lịch sử, mang lại nhiều hiệu quả hay tạo được sự thấu cảm tốt. - Xây dựng và thiết kế: Những dự án này dựa trên nhu cầu thực tế hay có thể được tạo nên bởi chuỗi sự kiện đáng tin cậy. Các dự án này đòi hỏi người học phải xây dựng được mô hình thực sự hay lập kế hoạch đề xuất giải pháp cho các vấn đề thực tế . - Giải quyết vấn đề: Có một số dự án yêu cầu người học đề xuất giải pháp cho các vấn đề thực tế. Các dự án này có thể gồm các chuỗi sự kiện đáng tin cậy hay những vấn đề đang tranh cãi trên thực tế. Có thể là những vấn đề của lớp học hay trong nhà trường như thiết kế sân chơi, vấn đề của cộng đồng như bảo tồn đầm lầy, hay vấn đề lớn hơn như sự nóng lên của trái đất. - Hợp tác trực tuyến: Những dự án này là các nhiệm vụ giáo dục thực hiện trực tuyến. Các dự án cung cấp kinh nghiệm học tập thực tế khi hợp tác trực tuyến với các lớp khác, các chuyên gia hay cả cộng đồng. - Tra cứu web: Đây là các hoạt động yêu cầu định hướng trong đó một số hay tất cả các thông tin mà người học sử dụng được lấy từ nguồn Internet. Các dự án này được thiết kế nhắm đến việc lĩnh hội và tích hợp kiến thức. 1.3.4. Các dạng sản phẩm và thực hiện nhiệm vụ Thực hiện các nhiệm vụ hoạt động là một yêu cầu của đánh giá, đòi hỏi kiến thức và kĩ năng của người học trong thao tác hay tạo ra các sản phẩm thể hiện sự hiểu biết của họ. Trong cuốn “Chiếm lĩnh tri thức thông qua thiết kế bài tập phát triển chuyên môn” (2004), Jay McTighe and Grant Wiggin định nghĩa các tiêu chuẩn của việc thực hiện nhiệm vụ hoạt động như sau:  Sử dụng các dữ kiện thực tế hay mô phỏng mang tính cấp thiết, bối cảnh nền, vật, sự khích lệ và các cơ hội mà người lớn có thể tìm thấy trong tình huống tương tự  Đòi hỏi người học chú tâm vào người nghe  Được dựa trên mục đích cụ thể, có liên quan đến người nghe  Cho phép người học có cơ hội tốt hơn để xác định nhiệm vụ cho mỗi cá nhân  Không có gì là đảm bảo chắc chắn; nhiệm vụ, tiêu chuẩn và các hướng dẫn hoạt động được cung cấp trước cho người học Sản phẩm và Thực hiện nhiệm vụ Sản phẩm Các ví dụ Báo cáo Nghiên cứu lịch sử, khoa học, các bài báo, các gợi ý chính sách. Thiết kế xây dựng Bài mẫu, máy móc, triển lãm, mô hình Bài tiểu luận Những lá thư gửi đến biên tập viên, mục bạn đọc đối với tờ báo địa phương hay ấn bản cộng đồng, bài phê bình sách và phim, tác phẩm truyện. Bản thiết kế Thiết kế nhà cửa, bản thiết kế tòa nhà, trường học, phương tiện vận chuyển khác nhau. Trình bày nghệ thuật Đồ gốm, điêu khắc, thơ ca, mỹ thuật, bảng quảng cáo, hoạt hình, bích họa, nghệ thuật cắt dán ảnh, hội họa, sọan nhạc, kịch bản. Ấn phẩm Đa phương tiện Hướng dẫn đường đi tự nhiên, tự dẫn đường thông qua lịch sử cộng đồng, thông báo các dịch vụ công cộng, vở đóng tập, hình về biểu đồ, tài liệu điều tra, sách tài chính, đào tạo, sản xuất phim hoạt hình. Kiosk thông tin, băng video, tập san ảnh, các trang trình diễn đa phương tiện, sách số. Bài trình diễn Các ví dụ Bài thuyết trình Kiến nghị có sức thuyết phục, bài thuyết trình, tranh luận truyền cảm, bài diễn thuyết có nhiều thông tin, phân tích nghiên cứu và kết luận, bản tin trên đài. Kĩ năng trình bày Các quá trình và việc xây dựng trong phòng thí nghiệm khoa học, các kĩ năng thể thao cụ thể, dạy học và cố vấn cho các em học sinh nhỏ hơn. Trình bày nghệ thuật và sáng tạo Khiêu vũ nghệ thuật, kịch, thơ văn trào phúng, đặc trưng học tập, kịch, tập kịch bản, các vở kịch trên đài Mô phỏng Mô phỏng phiên tòa, khơi dậy các sự kiện lịch sử, đóng vai. 1.3.5. Vai trò của người học khi thực hiện dự án - Phải tham gia tích cực ở cả ba giai đoạn học tập: nhập dữ liệu, xử lý dữ liệu và xuất dữ liệu. Giai đoạn thứ ba là giai đoạn hoạt động quan trọng, thể hiện kết quả của hai giai đoạn trước và là giai đoạn người học được phát huy khả năng sáng tạo, khả năng giải quyết vấn đề của mình. - Người học đóng vai là những chuyên gia thuộc những ngành nghề khác nhau trong xã hội, hoàn thành vai trò của mình dựa trên những kiến thức và kỹ năng nhất định (người học chủ động trong việc tiếp nhận kiến thức ). - Người học được giao những nhiệm vụ cụ thể, có thật trong cuộc sống bằng những kiến thức theo sát chương trình học, có phạm vi liên môn và bằng những kỹ năng sống của người lớn, thông qua đó người học được rèn luyện kỹ năng sống như: kỹ năng hợp tác làm việc, kỹ năng đưa ra những quyết định chín chắn, kỹ năng lập kế hoạch và phân chia nhiệm vụ, chủ động giải quyết các vấn đề phức tạp,.. - Người học tự quyết định cách tiếp cận vấn đề và các hoạt động. - Người học phải hoàn thành dự án và trình bày qua các sản phẩm (chú trọng sự tích hợp công nghệ cơ bản trong sản phẩm, cũng là cách giải quyết công việc của tất cả mọi người trong thế kỷ XXI), cụ thể như: bài trình diễn đa phương tiện, ấn phẩm, trang web,… 1.3.6. Vai trò định hướng của giáo viên trong dạy học dự án - Thúc đẩy vai trò tự chủ của người học và làm sao để gắn sự chủ động của người học trong việc giải quyết nội dung bài học. - Hướng dẫn, tham vấn chứ không phải cầm tay chỉ việc. - Không phải dạy kiến thức mà tạo sự hỗ trợ cần thiết. Vì vậy, năng lực, vai trò của giáo viên thể hiện ở các hỗ trợ người học: không chỉ bằng các chỉ dẫn mà bằng các sản phẩm mẫu, các tài liệu, các nguồn thông tin, các chuyển giao công việc, các phiếu đánh giá,… 1.3.7. Đánh giá dự án 1.3.7.1. Cách đánh giá trước đây và hiện nay Hai mươi năm trước, một lớp học điển hình có thể được đánh giá bằng một trong ba cách sau: người học được kiểm tra viết, người học được kiểm tra miệng hoặc là giáo viên đặt câu hỏi miệng và người học trả lời ra giấy. Giáo viên dạy nội dung bài học, đánh giá người học bằng một trong những kỹ thuật trên, cho điểm và chuyển sang bài mới. Lớp học ngày nay được đánh giá theo nhiều cách khác nhau. Bài kiểm tra, các câu hỏi vẫn được sử dụng nhưng không còn là phương pháp duy nhất để đánh giá người học nữa. Thay vào đó là những kỹ thuật đánh giá đa dạng tại những thời điểm khác nhau của bài học, bao gồm:  Giáo viên và người học đưa và nhận những phản hồi dưới hình thức thảo luận với bạn học và với giáo viên.  Bảng kiểm mục và tự đánh giá giúp người học hiểu được kết quả mục tiêu, quản lí được quá trình học tập.  Việc tự đánh giá sẽ giúp phát triển siêu nhận thức cũng như tư duy sâu hơn trong học tập.  Việc đánh giá chất lượng sản phẩm và hoạt động sẽ do bạn cùng học và giáo viên tiến hành. 1.3.7.2. Mục đích của việc đánh giá Mục đích đầu tiên của việc đánh giá trong lớp học hiện nay là thúc đẩy việc học và cải tiến việc dạy. Đánh giá không phải là hoạt động đơn lẻ, trái lại, nó là một quá trình diễn ra liên tục trong suốt dự án. Đánh giá liên tục và định kỳ là khâu cốt yếu của dạy học theo dự án, có ý nghĩa quan trọng trong việc giúp người học thể hiện được những gì đã học bằng nhiều cách khác nhau. Đánh giá trở thành một công cụ giúp cho việc cải thiện hơn là bài kiểm tra độ thông minh hay là sự tích lũy các sự kiện. Nhờ đánh giá định kỳ thông qua các hướng dẫn trong bài học, giáo viên biết nhiều hơn về nhu cầu của người học cũng như có thể điều chỉnh việc giảng dạy nhằm giúp việc dạy học đạt kết quả tốt hơn. * Để triển khai thành công các chiến lược dạy học này, việc đánh giá nên tập trung vào mục đích cụ thể như:  Người học hướng đến các mục tiêu học tập như thế nào  Người học sử dụng những kĩ năng tư duy nào  Liệu người học có nâng cao được khả năng tự quản lý, tư duy sâu để học tốt hơn hay không  Người học tích hợp và sử dụng thông tin mới hiệu quả đến mức nào  Điều gì thúc đẩy động cơ người học  Hiệu quả của các hoạt động can thiệp đặc biệt  Liệu các chiến lược dạy học có cần phải thay đổi * Trong đánh giá dựa trên việc lấy người học làm trung tâm, người học sẽ được tham gia nhiều hơn vào các quá trình đánh giá, cần tạo nhiều cơ hội để học tập và thực hành hơn:  Lập kế hoạch dự án, bảng kiểm mục và Phiếu đánh giá dự án  Sử dụng gợi ý giúp người học suy nghĩ và tự đánh giá việc học của chính mình  Xác lập mục đích, nhiệm vụ, dự đoán về kết quả đạt được trong học tập  Chỉ ra những khó khăn có thể có trong quá trình học, đưa ra những gợi ý chiến lược khắc phục  Trao đổi phản hồi từ người học Khi tham gia vào quá trình đánh giá ở mức độ này, người học sẽ được khích lệ, kiểm soát được việc học, tự khẳng định thành công của bản thân. * Để giúp người học thành công, giáo viên cần cung cấp:  Các chuẩn rõ ràng  Những cơ hội để theo dõi sự tiến bộ của chính mình  Các phương pháp thu thập phản hồi chính tắc để chia sẻ với bạn học, kết hợp những phản hồi từ bạn học để tăng hiệu quả công việc  Thời gian đủ để hoàn thành công việc và các sản phẩm  Hỗ trợ xác lập mục đích học tập mới trong tương lai 1.3.7.3. Mục tiêu đánh giá Môi trường lớp học truyền thống có những hạn chế bởi các phương pháp đánh giá như kiểm tra viết và kiểm tra miệng. Những phương pháp này được triển khai nhanh chóng và dễ dàng, tuy nhiên chỉ cung cấp được những thông tin hạn chế về sự tiến bộ của người học và tính hiệu quả của việc dạy. Cách đánh giá liên tục và mở rộng sẽ cung cấp được nhiều thông tin có ý nghĩa hơn. Đặc biệt, sử dụng công cụ đánh giá để:  Đánh giá kiến thức sẵn có của người học  Định nghĩa và truyền đạt mục tiêu học tập cho người học một cách rõ ràng  Cung cấp những phản hồi mang tính dự báo đến giáo viên và người học  Đánh giá và tăng cường hiệu quả giảng dạy  Phân tích điểm mạnh và điểm yếu của người học  Tăng cường hiểu biết của người học về quá trình học tập  Khuyến khích người học tự đánh giá và giao tiếp trong học tập Dự án tốt là dự án phải định ra được kết quả cuối cùng ngay trong ý tưởng. Điều đó có nghĩa là dự án phải được khởi đầu từ mục đích, xác định được người học muốn biết gì, chỉ ra được cách đánh giá sự hiểu bài của người học. Tất cả những điều trên cần phải được tính toán trước khi triển khai hoạt động. Cần phải có kế hoạch cho việc đánh giá bài học theo dự án, để:  Sử dụng nhiều phương pháp đánh giá khác nhau  Đánh giá định kỳ trong các chu trình dạy học  Đánh giá những mục tiêu quan trọng của bài học  Khuyến khích người học tham gia trong quá trình đánh giá * Tích hợp đánh giá liên tục trong dạy học Trước khi bắt đầu dự án, cần sử dụng dữ liệu đánh giá để xác định điểm bắt đầu bằng cách chú trọng vào những câu hỏi sau:  Người học cần chú trọng vào những kiến thức sẵn có nào?  Những loại hoạt động chính nào cần phải thực hiện?  Người học hoạt động nhóm như thế nào để học tập hợp tác? Trong suốt dự án, có thể thực hiện cùng đánh giá với người học để:  Chia sẻ mục tiêu và tiêu chuẩn học tập  Tạo cơ hội cho người học tự định hướng, xác lập mục tiêu, lên kế hoạch và thực hành trong quá trình học  Giám sát quá trình hướng đến mục đích  Giám sát việc học tập và mức độ thấu hiểu  Thúc đẩy phản hồi từ bạn học  Phân tích quan niệm sai lầm  Xác định xem kiến thức có được vận dụng trong các tình huống mới hay không Khi hoàn thành dự án, có thể thực hiện cùng đánh giá với người học để:  Xác định những lĩnh vực học tập sau tiếp theo  Lập kế hoạch cho các cơ hội học tập sớm nhất ngay sau đó  Xác lập mục tiêu mới 1.3.7.4. Bộ công cụ đánh giá trong DHDA Tiêu chí (điểm) Trên mức đạt (60- 100 điểm) Đạt (50-59 điểm) Chưa đạt (dưới 50 điểm) 1 Chủ đề (10%) - Thú vị và quan trọng - hoàn thành do người học tự xây dựng - Thú vị và quan trọng - người học xây dựng có sự trợ giúp của GV -không thú vị và quan trọng -không biết phải làm gì 2 Dữ liệu và nội dung -tất cả đều đáng tin cậy, phong phú và -hầu hết đều đáng tin cậy, -không đáng tin cậy, phong phú (10%) khoa học phong phú và khoa học và khoa học 3 Giải thích (10%) -mọi nội dung được giải thích rõ ràng -hầu hết các nội dung được giải thích rõ ràng -không thể giải thích rõ ràng các nội dung 4 Trình bày (10%) -trình bày các nội dung chính một cách sinh động với các chi tiết minh hoạ -trình bày được hầu hết các nội dung chính -chỉ trình bày được một số nội dung chính 5 Tổ chức (10%) -tổ chức và thực hiện tốt mọi nhiệm vụ -tổ chức và thực hiện tốt hầu hết các nhiệm vụ -không tổ chức các nhiệm vụ và thực hiện không tốt 6 Hiểu (10%) -hiểu rõ về dự án -khá hiểu về dự án -hiểu ít về dự án 7 Tính sáng tạo (10%) -có rất nhiều ý tưởng và hoạt động mới -có một vài ý tưởng và hoạt động mới -không có ý tưởng và hoạt động mới nào 8 Tư duy phê phán (10%) -đưa ra nhiều câu hỏi mang tính phê phán và trả lời được -đưa ra một vài câu hỏi mang tính phê phán và trả lời được -không có khả năng đưa ra câu hỏi mang tính phê phán 9 Làm việc nhóm (10%) -các thành viên hiểu nhau và hỗ trợ nhau hiệu quả -các thành viên liên kết tốt và có thể giải quyết mâu thuẫn -có quá nhiều mâu thuẫn không giải quyết được 10 Tính thực tiễn (10%) -gắn liền với thực tiễn cuộc sống -gần với thực tiễn cuộc sống -xa rời thực tiễn 1.3.8. Ý nghĩa của DHDA - Thiết lập mối liên hệ giữa nội dung học tập với cuộc sống ngoài học đường, hướng tới các vấn đề của thực tiễn sinh động đang diễn ra Nhiều nội dung học (thường là các kiến thức cổ điển) có rất ít mối liên hệ với cuộc sống ngày hôm nay, sách giáo khoa, giáo trình lại luôn thiếu tính cập nhật nên những ứng dụng trong sách nhanh chóng lạc hậu. Điều đó làm cho ý nghĩa của việc học trở nên khó thuyết phục khiến cho người học không cảm thấy hứng thú. Vì vậy, làm cho nội dung học trở nên có ý nghĩa thực tiễn là cách làm cho người học hứng thú với việc học tập. - Phát triển những kỹ năng phát hiện và giải quyết vấn đề thực tiễn Cách giải quyết vấn đề thực tiễn không rập khuôn với cách giải quyết vấn đề trong khoa học Vật lý mà người học được học. Tập cách giải quyết các vấn đề thực tiễn là rèn luyện tiến trình khoa học và các kỹ năng tiến trình khoa học trong việc áp dụng hiểu biết vào thực tiễn. - Tạo cơ hội cho người học tự tìm hiểu chính mình, tự khẳng định mình Dạy học truyền thống với quá trình học nặng tính hàn lâm, lý thuyết chỉ phù hợp với số ít người học có tiềm năng phát triển tư duy lôgic, còn với số đông có phong cách học khác kiểu dạy học này gây ra áp lực kéo dài làm cho họ mất dần sự tự tin vào bản thân, không biết phong cách học tập, tư duy của chính mình, không phát hiện được khả năng của chính mình mà chỉ thấy mình ngày càng yếu kém, ngày càng không thích ứng. DHDA là dạy học đa phong cách giúp người học có cơ hội phát hiện và phát huy điểm mạnh của mình,… - Phát triển những kỹ năng sống Giao tiếp, hợp tác, quản lý, điều hành, ra quyết định,… là những kỹ năng sống rất quan trọng quyết định sự thành công trong mọi lĩnh vực của con người trong thế kỷ XXI, mà kiểu dạy học truyền thống với những đặc điểm của mình có vai trò rất hạn chế. Rèn luyện những kỹ năng sống là mục tiêu của nhiều mô hình dạy học tích cực hiện nay. - Phát triển kỹ năng tư duy bậc cao: phân tích, so sánh, tổng hợp, đánh giá Để giải quyết một vấn đề thực tiễn, người học phải phân tích, so sánh, tổng hợp, đánh giá, lựa chọn thông tin, giải pháp, phải tạo ra tổng thể kiến thức mới ngay trong quá trình xử lý những thông tin (kiến thức) tìm được. - Tạo điều kiện cho nhiều phong cách, tiềm năng học tập khác nhau, tạo môi trường cho sự hỗ trợ, thúc đẩy lẫn nhau của người học vì sự phát triển toàn diện. - Làm cho nhiệm vụ học tập tới tất cả mọi người học Mỗi người học đều phải đóng góp vào quá trình thực hiện các nhiệm vụ học tập, đó là trách nhiệm đồng thời cũng là mong muốn được tự khẳng định mình của mỗi cá nhân. 1.3.9. Ưu điểm và nhược điểm của dạy học dự án 1.3.9.1. Ưu điểm - Gắn lý thuyết với thực hành, tư duy và hành động, nhà trường và xã hội. - Kích thích động cơ, hứng thú học tập của người học. - Phát huy tính tự lực, tính trách nhiệm. - Phát triển khả năng sáng tạo. - Rèn luyện năng lực giải quyết những vấn đề phức hợp. - Rèn luyện tính bền bỉ, kiên nhẫn. - Rèn luyện năng lực cộng tác làm việc. 1.3.9.2. Nhược điểm - DHDA không phù hợp trong việc truyền thụ tri thức lý thuyết mang tính trừu tượng, hệ thống cũng như rèn luyện hệ thống kỹ năng cơ bản. - DHDA đòi hỏi nhiều thời gian. Vì vậy DHDA không thay thế cho phương pháp thuyết trình và luyện tập, mà là hình thức dạy học bổ sung cần thiết cho các phương pháp truyền thống. - DHDA đòi hỏi phương tiện vật chất và tài chính phù hợp. Tóm lại DHDA là một hình thức dạy học quan trọng thể hiện được quan điểm dạy học định hướng vào người học, quan điểm dạy học định hướng hoạt động và quan điểm dạy học tích hợp. DHDA góp phần gắn lý thuyết với thực hành, tư duy - Phát triển năng lực đánh giá. và hành động, nhà trường và xã hội, tham gia tích cực vào việc đào tạo năng lực làm việc tự lực, năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết các vấn đề phức hợp, tinh thần trách nhiệm và khả năng cộng tác làm việc của người học. Kết luận chương 1 Trong chương này chúng tôi trình bày cơ sở lý luận hiện đại về dạy học dự án, đi sâu tìm hiểu bản chất của hoạt động dạy học và bản chât của hoạt động dạy học Vật lý, đặc biệt là hoạt động dạy học Vật lý cho sinh viên các ngành kỹ thuật. Trước tiên, chúng tôi nghiên cứu bản chất của hoạt động dạy học nói chung và bản chất của hoạt động dạy học ở đại học nói riêng, để từ đó có kế hoạch triển khai các hoạt động dạy học phù hợp, hiệu quả. Sau đó, chúng tôi tiến hành tìm hiểu bản chất của hoạt động dạy học Vật lý, tìm hiểu con đường nhận thức Vật lý và làm rõ sự khác biệt nhận thức Vật lý giữa nhà khoa học với sinh viên, giữa sinh viên với học sinh phổ thông, đặc biệt là sinh viên thuộc khối ngành kỹ thuật. Với dạy học dự án chúng tôi tập trung làm rõ: bản chất, đặc điểm, các giai đoạn thực hiện dự án, ý nghĩa, ưu điểm, nhược điểm, đánh giá dự án và chỉ rõ vai trò của giảng viên và sinh viên trong quá trình dạy học. Ngoài việc phát huy tính tích cực, chủ động của người học, dạy học dự án sẽ giúp sinh viên tiếp thu kiến thức thông qua việc giải quyết các vấn đề, các bài toán thực tế do yêu cầu của thực tiễn đặt ra dưới sự hướng dẫn của giảng viên thông qua bộ câu hỏi định hướng. Như vậy, sinh viên có cơ hội hiểu sâu sắc hơn kiến thức được học, rèn luyện khả năng lập kế hoạch, thực hiện kế hoạch, đề xuất giải pháp, khả năng cộng tác làm việc theo nhóm, giao tiếp... Mỗi hình thức dạy học đều có ưu, nhược điểm riêng nên trong dạy học cần có sự phối hợp giữa nhiều hình thức dạy học khác nhau sao cho đem lại hiệu quả Tất cả các cơ sở lý luận trên sẽ được chúng tôi vận dụng để tổ chức dạy học một số nội dung kiến thức thuộc phần “Từ trường và Cảm ứng điện từ” - học phần Điện và Từ đại cương cho sinh viên ngành kỹ thuật trường Đại học Giao thông. cao nhất. Chương 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC DỰ ÁN MỘT SỐ NỘI DUNG KIẾN THỨC PHẦN “TỪ TRƯỜNG VÀ CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ”- HỌC PHẦN ĐIỆN VÀ TỪ ĐẠI CƯƠNG 2.1. Nội dung kiến thức khoa học phần “Từ trường và Cảm ứng điện từ” 2.1.1. Dòng điện * Định nghĩa: Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích tự do. * Các đại lượng cơ bản đặc trưng cho dòng điện - Cường độ dòng điện (I) Cường độ dòng điện tức thời chạy qua diện tích S tại thời điểm t: '( )dqi qdt  t Điện lượng ∆q qua diện tích S trong thời gian ∆t=t2-t1 là: ∆q = 2 1 t t idt - Mật độ dòng điện ( j ) Để biết được sự phân bố của dòng điện tích qua mỗi điểm trên diện tích S, ta có khái niệm mật độ dòng: 0 0ds dij n   Trong đó, di là vi phân dòng điện qua vi phân diện tích ds0 tại điểm ta xét, 0n là pháp tuyến theo chiều chuyển động của điện tích dương.  )s(  sd.ji  Do đó, nếu biết được sự phân bố mật độ dòng j trên diện tích S bất kì thì ta xác định được cường độ dòng i qua đó. - Mật độ dòng và chuyển động tạo dòng của các điện tích tự do: v.q.nj 00    j  là mật độ dòng tại điểm có mật độ phần tử tải điện n0. * Định luật Ôm dạng vi phân j =  .E, với  =  1 gọi là suất dẫn điện của môi trường. Tổng quát: E.j   Đây là biểu thức định luật Ôm dạng vi phân, cho ta mối quan hệ trực tiếp giữa mật độ dòng j tại một điểm với cường độ điện trường tại điểm ấy. 2.1.2. Tương tác từ của dòng điện * Ampe đưa ra định luật thực nghiệm sau: - Lực từ do phần tử dòng điện 12d F 1 1i dl  2 2i dl  tác dụng lên phần tử dòng điện được xác định: 0 2 2 1 1 12 12 3 12 ( ). 4 r r i dl i dld F       là hằng số từ, chỉ phụ thuộc vào hệ đơn vị, trong hệ SI: (H/m) 70 4 .10  0  là độ từ thẩm của môi trường (độ từ thẩm tỉ đối), là hằng số không thứ nguyên, phụ thuộc môi trường xung quanh các phần từ dòng điện 1 1i dl  , 2 2i dl  12r  : khoảng cách giữa và 1 1i dl  2 2i dl  , có chiều từ 1 1i dl  đến . 2 2i dl  Biểu thức độ lớn của định luật Ampe: 0 2 2 2 1 1 1 12 2 12 sin . sin. 4 r i dl i dldF    Với ; 1 1 1 12( , ri dl   ) )2 2 2 1 1 12( , ri dl i dl      2.1.3. Từ trường - Các đại lượng cơ bản đặc trưng cho từ trường tại mỗi điểm * Cảm ứng từ 3 M M0 M r rlid. 4 Bd     trong đó B đặc trưng cho từ trường tại điểm M, nó là đại lượng véc tơ, đặc trưng cho khả năng tác dụng lực của từ trường lên dòng điện đặt tại mỗi điểm * Cường độ từ trường 31 .4 M M M rdH r idl     Về độ lớn: 21 sin.4 . M M dH r idl   , ( , Mridl  )  2.1.4. Phương pháp tổng quát xác định từ trường Xác định một từ trường nào đó là xác định các đại lượng đặc trưng B , H của nó tại mỗi điểm. - Trong kỹ thuật, người ta có thể xác định B tại một điểm nào đó bằng công thức: MdF dBidl     , đo trực tiếp lực tác dụng lên dòng điện thử hay kim nam châm thử đặt tại điểm ấy. - Về lý thuyết, ta xác định B , H tại một điểm bất kỳ dựa vào nguyên lý chồng chất từ trường và các công thức dB , dH 2 1 sin. 4 . M M dH r idl   , 0 2 sin. 4 . M M dB r idl   , với ( ), Mridl   * Từ trường do một dòng điện thẳng gây ra 2 1 2 1cos (sin sin )4 4M I IH d R R         0 2M IB R  2M IH R  Trong trường hợp dây dẫn dài vô hạn: * Từ trường do một dòng điện tròn gây ra 3 3 . ..2 4 2M M M I R IH R r r  S   Hay 33 2 2 2 . 2 2 ( ) m M M pI SH r R h       mp  gọi là momen từ của dòng điện kín S  quy ước có độ lớn bằng S, có chiều là chiều tiến của đinh ốc khi vặn đinh ốc xoay theo chiều dòng điện * Đặc biệt, tại tâm O của vòng dây: h = 0 3 3 . , 2 2 2 m o O M pI S IH H r R R      , 00 03 3 . , 2 2 m o O M 2 p II SB H r R R        * Từ trường do điện tích chuyển động gây ra Ta nói từ trường do dòng điện sinh ra, nhưng bản chất của dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích tự do, do vậy, từ trường do các điện tích chuyển động sinh ra. - Cường độ từ trường do một điện tích q gây ra tại M: M 3 M M r rv.q. 4 1H    0 3.4 . M M M rB r q v     Về độ lớn: 21 . , ( ,4 . .sin M M M H v r q v  )r     Về chiều: 3 vectơ , ,M Mv r H   theo thứ tự tạo thành tam diện thuận nếu q>0 và tam diện nghịch nếu q<0. 2.1.5. Đường sức từ – Định lý O.G – Định lý suất từ động * Khái niệm đường sức từ - Số đường sức qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với đường sức đúng bằng độ lớn của cảm ứng từ tại đó. - Hệ các đường sức của một từ trường nào đó gọi là từ phổ của từ trường đó Ngoài các đặc điểm giống điện phổ: các đường sức từ không cắt nhau, nơi nào có từ trường mạnh thì nơi đó có các đường sức mau (dày)…thì đường sức từ khác đường sức điện ở một điểm cơ bản: Đường sức từ là những đường cong khép kín * Định lý O.G trong từ trường - Từ thông Từ thông qua một diện tích S bất kỳ:  ( ) ( ) ( ) . . .co s s s d B ds B ds s        Trong hệ SI, từ thông đo bằng đơn vị Vêbe (Wb) - Định lý O.G trong từ trường Định lý O.G về từ trường được phát biểu “Từ thông qua một mặt kín bất kỳ luôn bằng 0” Trong giải tích véctơ 0divB  có ý nghĩa quan trọng: “không có từ tích là tâm thu hay phát đường sức như các điện tích của điện trường”. * Định lý suất từ động “Suất từ động dọc theo đường cong kín bất kỳ bằng tổng đại số các cường độ dòng điện mà đường cong đó vây quanh” 1 . kin n i iL H dl I     . Đơn vị của suất từ động là Ampe (A) Trong đó, chỉ tích phân lấy dọc theo toàn bộ đường cong kín (L) kinL  Ii là cường độ dòng điện thứ i, có giá trị dương nếu chiều của đường sức từ của nó là thuận chiều dl & giá trị âm nếu ngược lại.  - Ý nghĩa của định lý suất từ động Với từ trường ta có: 1 . kin n i iL H dl I  0   . Vậy từ trường không phải là trường thế, đường sức của từ trường là những đường cong kín. Người ta gọi trường này là một trường xoáy. Vậy từ trường là trường xoáy. * Ứng dụng của định lý suất từ động Định lý suất từ động giúp ta xác định từ trường do các dòng điện có hình dạng đối xứng gây ra. - Từ trường do dòng điện chạy trong dây dẫn hình xuyến: r2 I.NH  Nếu r1<R1: 1. .2 0 kinL H dl H r H    0 0 Nếu r2>R2: vẽ đường L vây quanh M2 có N vòng đi vào và N vòng đi ra. Theo định lý suất từ động: 2. .2 . . 0 kinL H dl H r N I N I H       Kết luận: từ trường chỉ có trong lòng ống dây hình xuyến, có cường độ giảm dần từ trong ra ngoài (không phải là từ trường đều) - Từ trường do dòng điện chạy trong ống dây thẳng dài vô hạn gây ra là: I.nH 0 Tỉ số l/D càng lớn thì biểu thức (2) càng chính xác. Trong kỹ thuật, 10l D  là biểu thức (2) dùng được. Chiều của H theo quy tắc vặn nút chai: cho cán của nút chai quay theo chiều dòng điện thì chiều tiến của nó là chiều của H . 2.1.6. Lực từ .dF I dl B   Theo nguyên lý chồng chất lực, lực từ F tác dụng lên một đoạn dòng điện có cường độ I, dài l là: ( . ) L L F dF I dl B       * Lực từ tác dụng lên một đoạn dòng điện thẳng nằm trong từ trường đều: ,  sin.l.B.IF )I,B(  * Lực từ tác dụng lên mạch điện kín Momen ngẫu lực từ tác dụng lên mạch điện kín là 1 12 . .sin . .sin . . .sin2 . . .sin bM F F b B I ab M B I S         S = a.b là diện tích mặt khung, ( , )n B   Sử dụng khái niệm Momen từ .mp I S  của dòng điện kín thì momen lực tác dụng lên khung là: mM p B    * Lực Lorenxơ - Lực từ tác dụng lên điện tích chuyển động - Lực Lorenxơ: .LF q v B    Chiều của lực Lorenxơ: nếu q>0 thì 3 véctơ , , Lv B F   theo thứ tự tạo thành tam diện thuận, nếu q<0 thì 3 véctơ đó theo thứ tự tạo thành tam diện nghịch. Lực Lorenxơ luôn vuông góc với vận tốc v , do đó, lực này không sinh công. Vì vậy, không có tác dụng làm thay đổi độ lớn của véctơ vận tốc mà chỉ làm thay đổi hướng của v LF   , tức gây ra gia tốc hướng tâm n - Chuyển động của hạt mang điện trong từ trường đều Xét một điện tích điểm q bay với vận tốc v vào trong một từ trường đều có cảm ứng từ B . Phân tích chuyển động của q thành 2 thành phần: Theo phương vuông góc với đường sức từ với vận tốc nv Theo phương song song với đường sức từ với vận tốc tv Khi đó, theo phương vuông góc với B , q chịu tác dụng lực Lorenxơ: .L nF q v B    có độ lớn: .L nF q v B Vì nên lực này gây ra gia tốc hướng tâm, đẩy q chuyển động theo đường tròn bán kính R thoả mãn điều kiện: ( , )L nF v B   2. .. . . n n L ht n m v m vF F q v B R R q B      với m là khối lượng điện tích q. Theo phương song song với B , FL=0, q chuyển động theo quán tính với vận tốc không đổi vt Tổng hợp đồng thời 2 chuyển động theo 2 phương trên, điện tích q sẽ chuyển động theo quỹ đạo xoắn ốc. Chú ý: Nếu v B  thì v = vn: q chuyển động tròn trong mặt phẳng vuông góc với B  theo quỹ đạo tròn bán kính . . m vR q B  , chu kỳ T của chuyển động này là 2 2 . . R m B T  v q    T v : tính chất này được ứng dụng trong máy Xyclôtrôn để gia tốc các hạt mang điện. 2.1.7. Công của lực từ Khi dây dẫn mang dòng điện di chuyển trong từ trường thì lực từ tác dụng lên nó có thể sinh công. Công A của lực dịch chuyển thanh MN từ vị trí (1) sang (2) là: 2 2 1 1 . .A dA I d I       là từ thông qua diện tích mà đoạn AB quét từ 1 sang 2. 2.1.8. Hiện tượng cảm ứng điện từ Khi từ thông qua mạch kín biến thiên thì trong khoảng thời gian từ thông biến thiên trong mạch xuất hiện và tồn tại dòng điện, gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong một mạch kín nào đó do từ thông qua nó thay đổi gây ra gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ (1832- Faraday) 2.1.9. Các định luật cảm ứng điện từ - Định luật về chiều của dòng điện cảm ứng- Định luật Lenxơ Dòng điện cảm ứng bao giờ cũng có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra chống lại nguyên nhân sinh ra nó. - Định luật về độ lớn suất điện động cảm ứng: Phát biểu định luật Faraday: “Suất điện động cảm ứng tỉ lệ thuận với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch” c d dt    (*) Tóm lại: Biểu thức (*) bao gồm đầy đủ các định luật cảm ứng điện từ, xác định được cả chiều lẫn độ lớn của suất điện động cảm ứng 2.1.10. Các trường hợp riêng của hiện tượng cảm ứng điện từ * Hiện tượng hỗ cảm Nếu I1 biến đổi thì mạch L2 xuất hiện suất điện động hỗ cảm ( hc ): 12 1 2 .hc d dM dt dt  I    Và nếu I2 biến đổi thì mạch L1 xuất hiện suất điện động hỗ cảm: 21 2 1 .hc d dM dt dt  I    * Hiện tượng tự cảm Nếu dòng I biến đổi theo thời gian thì  biến đổi theo t và như vậy trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng, gọi là suất điện động tự cảm: .tc dIL dt   - Hệ số tự cảm của ống dây đủ dài Từ thông qua ống dây: 0 0. . . . NN N B S N Il     .S 2 0. . NL I I S l   2 2 0 0 NL S l    0n V V=s.l: thể tích ống dây Trong kỹ thuật, người ta thường dùng các mạch dạng ống thẳng hoặc hình xuyến có độ tự cảm cỡ mH, H : 1 mH=10-3H, 1 H =10-6H * Hiệu ứng bề mặt Thực nghiệm chứng tỏ khi dòng điện cao tần chạy qua một dây dẫn thì do hiện tượng tự cảm, dòng điện ấy hầu như không chạy ở trong lòng dây dẫn mà chỉ chạy ở mặt ngoài của nó. Đó gọi là hiệu ứng bề mặt. - Ứng dụng: Dùng dây dẫn rỗng để tải dòng điện cao tần hoặc tôi kim loại ở lớp bề mặt, nhiều chi tiết máy như: biên, trục máy, bánh răng khía,.. * Dòng điện phu cô (dòng điện xoáy) - Dòng điện phu cô là dòng điện cảm ứng chạy trong những khối vật dẫn nằm trong từ trường biến đổi. - Tác hại của dòng Phu cô Máy biến thế, động cơ điện, máy phát điện,… lõi sắt của chúng chịu tác dụng của từ trường biến đổi, vì vậy, trong lõi xuất hiện dòng Phu cô. Theo định luật Lenxơ, năng lượng dòng Phu cô bị mất đi dưới dạng nhiệt, đó là phần năng lượng hao phí vô ích, làm nóng máy, gây hư hỏng, giảm hiệu suất của máy,… - Lợi ích của dòng Phu cô Lò điện cảm ứng: dùng để nấu chảy kim loại trong chân không, để tránh tác dụng oxy hoá của không khí xung quanh. Người ta cho kim loại vào trong một cái lò và lò này có chỗ để hút không khí ra bên ngoài. Xung quanh lò, người ta quấn dây điện và cho dòng điện cao tần chạy qua dây đó. Kết quả là, trong khối kim loại xuất hiện những dòng điện Phu cô rất mạnh có thể nấu chảy được kim loại. Hãm các dao động: Muốn hãm dao động của kim trong một máy đo điện chẳng hạn, người ta gắn vào kim đó một đĩa kim loại (đồng hoặc nhôm) và đặt đĩa ấy trong từ trường của một nam châm vĩnh cữu. Khi kim dao động, đĩa kim loại cũng dao động theo. Từ thông qua đĩa thay đổi, làm xuất hiện dòng Phu cô. Các dòng này vừa xuất hiện thì chịu ngay tác dụng của từ trường do nam châm vĩnh cửu gây ra. Theo định luật Lenxơ, tác dụng ấy phải chống lại nguyên nhân sinh ra các dòng Phu cô, do đó chống lại sự dao động của đĩa. Kết quả là dao động của đĩa bị hãm nhanh chóng. 2.1.11. Năng lượng từ trường * Năng lượng từ trường của dòng điện chạy trong ống dây Năng lượng từ trường của dòng điện I chạy trong ống dây có độ tự cảm L là: 2 I.LW 2  * Mật độ năng lượng từ trường Mật độ năng lượng từ trường là: 2 20 01 1. .2 2 H H W n I B H V     Nhờ biểu thức 1 . 2H B H  ta có thể tìm được năng lượng từ trường HW chứa trong thể tích V bất kỳ trong không gian có từ trường. 2.2. Phân tích nội dung kiến thức phần “Từ trường và Cảm ứng điện từ” 2.2.1. Chương trình SGK Vật lý lớp 11 – ban nâng cao Phần “Từ trường và Cảm ứng điện từ” được bố trí trong 17 bài học chính khoá trên lớp (17 tiết), 1 bài thực hành (4 tiết) và 2 bài đọc thêm. Chương trình học nhằm giúp cho người học đạt được những mục tiêu về kiến thức và kỹ năng sau: - Nêu được khái niệm tương tác từ, từ trường, tính chất cơ bản của từ trường, cảm ứng từ (phương và chiều), đường sức từ, từ phổ, những tính chất của đường sức từ. - Trình bày được phương của lực từ tác dụng lên một đoạn dòng điện, phát biểu và vận dụng được quy tắc bàn tay trái để xác định phương và chiều của lực từ, phát biểu được định nghĩa và ý nghĩa của cảm ứng từ - Biết được dạng của đường sức từ và quy tắc xác định chiều các đường sức từ của dòng điện thẳng dài, dòng điện tròn và ống dây . Vận dụng được các công thức tính cảm ứng từ của dòng điện thẳng, dòng điện tròn và trong lòng ống dây - Hiểu được phương của lực Lorenxơ, quy tắc xác định chiều của lực Lorenxơ và vận dụng công thức xác định độ lớn của lực Lorenxơ, biết được nguyên tắc lái tia điện tử bằng từ trường - Vận dụng quy tắc bàn tay trái xác định được lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện - Hiểu được công thức xác định momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây trong trường hợp đường sức từ song song với mặt phẳng khung dây, biết được khái niệm từ thông và ý nghĩa của từ thông. - Hiểu được hiện tượng cảm ứng điện từ, hiện tượng tự cảm, dòng điện Fucô là gì, khi nào thí phát sinh dòng Fucô, biết được những tác hại và lợi ích của dòng Fucô. - Biết và vận dụng được công thức xác định năng lượng từ trường trong ống dây, công thức xác định mật độ năng lượng từ trường Nội dung chương trình được xây dựng theo tiến trình nhận thức từ thấp đến cao. 2.2.2. Chương trình Vật lý đại cương – giáo trình biên soạn cho sinh viên hệ chính quy ngành kỹ thuật trường Đại học GTVT Phần “Từ trường và Cảm ứng điện từ” được dạy cho sinh viên năm thứ nhất và năm thứ hai, thuộc khối các ngành kỹ thuật, với thời lượng khoảng 15 tiết giảng trên lớp và một bài thực hành. Nội dung chương trình được phân chia theo các bài như sau: 1. Dòng điện 2. Tương tác từ của dòng điện- Định luật Ampe 3. Véc tơ cảm ứng từ và véc tơ cường độ từ trường. Định luật Bio-Xava-Laplatx 4. Phương pháp tổng quát xác định từ trường 5. Đường sức từ. Định lý O.G và định lý về suất từ động 6. Lực từ. Chuyển động của hạt mang điện trong từ trường 7. Công của lực từ 8. Từ môi và từ hoá 9. Nguyên tử trong từ trường ngoài 10. Các đại lượng đặc trưng cho mức độ và khả năng từ hoá của từ môi 11. Từ trường tổng hợp trong chất từ môi 12. Sắt từ 13. Hiện tượng cảm ứng điện từ 14. Các định luật cảm ứng điện từ 15. Hiện tượng hỗ cảm 16. Hiện tượng tự cảm 17. Hiệu ứng da 18. Dòng điện Foucault 19. Năng lượng từ trường Chương trình ở bậc đại học được biên soạn ở mức độ cao hơn so với chương trình phổ thông, với kiến thức toán học được trang bị đầy đủ nên mọi kiến thức Vật lý đều giúp sinh viên đi sâu vào tìm hiểu bản chất, chứ không phải chấp nhận như chương trình ở phổ thông. Bên cạnh đó, nội dung chương trình còn chú trọng đến việc ứng dụng các kiến thức Vật lý vào trong chuyên ngành mà sinh viên đang học, trang bị cho sinh viên tư duy phân tích, tổng hợp và kỹ năng liên hệ kiến thức lý thuyết với thực tế. 2.2.2.1. Về nội dung kiến thức Chương trình trang bị cho sinh viên những nội dung kiến thức như sau: * Kiến thức về dòng điện: Sinh viên đã được biết từ trường và dòng điện có mối liên hệ mật thiết với nhau, vì vậy đòi hỏi sinh viên phải hiểu rõ bản chất của dòng điện và các đại lượng có liên quan đến dòng điện - Nắm vững định nghĩa dòng điện: là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích tự do. Như vậy, muốn có dòng điện thì phải thoả mãn hai điều kiện: có điện tích tự do và điện tích tự do chuyển động có hướng. Thông thường để các điện tích tự do chuyển động có hướng thì ta phải đặt vật dẫn trong điện trường ngoài, bằng cách nối hai đầu vật dẫn với một hiệu điện thế nào đó. - Khảo sát và nắm vững các đại lượng đặc trưng cho dòng điện như cường độ dòng điện, mật độ dòng điện, mật độ dòng và chuyển động tạo dòng của các điện tích tự do, định luật Ohm dạng vi phân. * Kiến thức về tương tác từ của dòng điện và từ trường - Nghiên cứu để nhận ra được bản chất của tương tác từ, đó là tương tác giữa nam châm với nam châm, giữa dòng điện với nam châm, giữa dòng điện với dòng điện, hay nói một cách tổng quát: tương tác từ là tương tác giữa các hạt mang điện chuyển động và lực thực hiện tương tác này là lực từ. - Hiểu được khái niệm phần tử dòng điện và viết được biểu thức định luật Ampe dưới dạng toán học, thành lập công thức tính lực từ do phần tử dòng điện tác dụng lên phần tử dòng điện 12d F  1 1i dl  2 2i dl  : 0 2 2 1 1 1212 3 12 ( ). 4 r r i dl i dld F       Từ đây sinh viên thấy được lực từ luôn vuông góc với các dòng điện và vuông góc với véctơ khoảng cách nối hai dòng điện - Hiểu được từ trường là môi trường vật chất bao quanh các hạt mang điện chuyển động, thông qua môi trường từ trường mà các hạt mang điện chuyển động tương tác với nhau. - Khảo sát các đại lượng đặc trưng cho từ trường tại mỗi điểm (cảm ứng từ, cường độ từ trường) 0 3.4 M M M rdB r idl     3 1 . 4 M M M rdH r idl     để thấy rằng sự tồn tại từ trường thì phải có dòng điện, nghĩa là có các điện tích tự do chuyển động có hướng. - Nhờ có nguyên lý chồng chất từ trường, sinh viên sẽ xác định được từ trường tổng hợp tại một vị trí nào đó do dòng điện gây ra, cụ thể: Dòng điện thẳng: )sin(sin R4 IH 12M  Dòng điện tròn: 33 2 2 2 . 2 2 ( ) m M M pI SH r R h       Điện tích chuyển động: 31 .4 . M M M rH r q v     - Nghiên cứu định lý O.G trong từ trường và định lý suất từ động, sau đó vận dụng định lý suất từ động để tính cường độ từ trường do dòng điện chạy qua trong dây dẫn cuốn quanh ống hình xuyến và từ trường do dòng điện chạy qua trong ống dây thẳng dài vô hạn gây ra. * Kiến thức về lực từ: - Thiết lập được công thức tính lực từ tác dụng lên một đoạn dòng điện thẳng nằm trong từ trường đều: F=IBlsinθ, dùng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của lực từ, từ đó rút ra được nhận xét lực từ bao giờ cũng vuông góc với phương của dòng I và phương của đường sức từ. - Khảo sát lực từ tác dụng lên mạch điện kín, sau đó dẫn tới công thức tính momen của ngẫu lực từ: m BM P     Momen ngẫu lực từ là đại lượng có ý nghĩa rất quan trọng trong các máy phát điện, động cơ điện - Khảo sát và nghiên cứu lực Lorenxơ về phương, chiều, độ lớn. Từ đó khảo sát chuyển động của hạt mang điện trong từ trường đều và từ trường không đều. - Tính được công của lực từ khi di chuyển dòng điện trong từ trường. * Kiến thức về từ môi - Nắm được các khái niệ