Luận văn Vận dụng phương pháp dạy học khám phá vào dạy học chương “chất khí” (vật lí 10 cơ bản) nhằm phát triển tư duy của học sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NGUYỄN MINH TRÍ VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC KHÁM PHÁ VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” (VL 10 CƠ BẢN) NHẰM PHÁT TRIỂN TƯ DUY CỦA HỌC SINH Chuyên ngành : Lý luận và phương pháp dạy học môn Vật lí Mã số : 601410 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS LÊ PHƯỚC LỘC Thành phố Hồ Chí Minh – 2010 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình từ nhiều phía. Tôi xin gởi lời cảm ơn đến tất cả những người đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Trước hết tôi xin chân thành cảm ơn PGS. TS Lê Phước Lộc, người đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn này. Cảm ơn Ban Giám hiệu trường ĐHSP TP.HCM, Phòng KHCN&SĐH, các thầy cô trong khoa Vật lí đã tạo điều kiện tốt nhất để tôi thực hiện luận văn. Cảm ơn Ban Giám hiệu trường THPT Bình Đại A, nơi tôi đang công tác đã tạo điều kiện để tôi thực nghiệm trong quá trình làm luận văn. Cảm ơn gia đình, đồng nghiệp và bạn bè đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DH : dạy học DHKP : dạy học khám phá ĐC : đối chứng ĐHPT : động học phân tử GV : giáo viên HS : học sinh KLT : khí lí tưởng NVKP : nhiệm vụ khám phá NVHT : nhiệm vụ học tập PP : phương pháp PPDH : phương pháp dạy học PPDHKP : phương pháp dạy học khám phá QTDH : quá trình dạy học SGK : sách giáo khoa THCVĐ : tình huống có vấn đề THCS : trung học cơ sở THPT : trung học phổ thông TN : thực nghiệm TNSP : thực nghiệm sư phạm MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Nghị quyết Trung ương 4 khóa VII đã khẳng định “Áp dụng phương pháp giáo dục hiện đại để bồi dưỡng cho HS năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề”. Nghị quyết Trung ương 2 khóa VIII tiếp tục khẳng định “Phải khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học. Từng bước áp dụng phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình DH, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu của HS”. Mặt khác, mục tiêu giáo dục của nước ta hiện nay đã được xác định rõ tại Hội nghị Trung ương Đảng cộng sản Việt Nam lần thứ 2 (khoá VIII). Một trong những mục tiêu đó là đào tạo thế hệ trẻ có phẩm chất và năng lực sau: “Có ý thức cộng đồng và phát huy tính tích cực cá nhân, làm chủ tri thức và khoa học hiện đại. Có tư duy sáng tạo, có kỹ năng thực hành giỏi, có tác phong công nghiệp, có tính tổ chức kỹ luật”. Và điều 28 của luật giáo dục yêu cầu: “Phương pháp dạy học phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc 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 HS”. Để đáp ứng yêu cầu trên, không có con đường nào khác là Nhà trường cần thay đổi toàn bộ diện mạo của mình, mà chúng ta vẫn thường nói là đổi mới giáo dục [14]: - Đổi mới quan điểm dạy học - Đổi mới về nội dung - Đổi mới phương pháp dạy học - Đổi mới kiểm tra đánh giá - Khai thác tối đa các phương tiện kỹ thuật hiện đại, cải cách các thiết bị học đường phục vụ cho các PPDH mới Những năm gần đây, các PPDH tích cực được các nhà khoa học giáo dục chú ý đưa vào giảng dạy nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của người học. Muốn vậy, đòi hỏi GV phải tạo điều kiện cho HS hoạt động trong giờ học có thể là tổ chức cho HS làm việc nhóm, giải quyết những nhiệm vụ học tập. Xuất phát từ những lí do trên chúng tôi chọn vấn đề nghiên cứu là sử dụng PP DHKP trong dạy học ở phổ thông nhằm phát triển tư duy, nâng cao hiệu quả dạy học với tên của đề tài là “Vận dụng phương pháp dạy học khám phá vào dạy học chương “Chất khí” (Vật lí 10 Cơ bản) nhằm phát triển tư duy của học sinh”. PP DHKP lần đầu tiên được PGS. TS Lê Phước Lộc đưa ra trong các công trình nghiên cứu hợp tác với Hà Lan của Khoa Sư phạm Trường Đại học Cần Thơ, đã được báo cáo tại các hội thảo về đổi mới PPDH trong nước và đã được đưa vào các bài giảng lí luận DH của mình. Phù hợp với xu hướng thay đổi PPDH, PP DHKP bước đầu đã được một số GV ở Đồng bằng sông Cửu Long vận dụng có hiệu quả. Thông qua một chương cụ thể ở lớp 10, chúng tôi muốn khẳng định lại ý nghĩa của PP DHKP đối với sự phát triển trí tuệ của HS, tạo đà cho việc triển khai PPDH này ở nhiều trường phổ thông. Như ở tên của đề tài, việc làm của chúng tôi có thể sẽ mang một ý nghĩa khái quát cho toàn bộ việc DH nói chung, trong DH Vật lí nói riêng. Song do thời gian và một số hạn chế khác, chúng tôi chỉ nghiên cứu thử nghiệm cho chương “Chất khí” lớp 10 – chương trình cơ bản. 2. Giả thuyết khoa học Nếu nghiên cứu sử dụng PP DHKP với những nhiệm vụ học tập (NVKP) phù hợp trong các giờ học Vật lí thì có thể làm HS vừa hứng thú học môn Vật lí, vừa tập cho HS thói quen tư duy (khám phá), đặc biệt là sự nhanh nhạy trước những trở ngại về trí tuệ, góp phần nâng cao hiệu quả học tập Vật lí. 3. Mục tiêu nghiên cứu Để chứng minh cho giả thuyết, chúng tôi tập trung giải quyết các vấn đề sau: - Nghiên cứu lí luận: Việc trước tiên, chúng tôi muốn trang bị cho mình vững vàng về lí luận, nhất là những lí luận liên quan trực tiếp đến nội dung khoa học của đề tài, như: vấn đề tâm lí học, các PPDH tích cực, PP DHKP… từ đó đưa ra một mô hình thực nghiệm. - Hiểu biết nhiều thêm về thực tiễn DH ở nhà trường, nhất là chương trình lớp 10 Trung học phổ thông. - Tìm hiểu thêm về lí thuyết Vật lí có liên quan đến nội dung chương “Chất khí” để đảm bảo có những NVKP hay cho TNSP. - Đánh giá những ý đồ sư phạm thông qua cuộc TNSP. 4. Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4.1. Khách thể nghiên cứu: HS lớp 10 THPT và nội dung chương “Chất khí” trong SGK Vật lí 10 cơ bản. 4.2. Đối tượng nghiên cứu: Hoạt động dạy của GV và hoạt động học của HS trong các giờ học Vật lí trước và trong các buổi TNSP. 4.3. Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu sử dụng PP DHKP nhằm phát triển tư duy HS trong DH chương “Chất khí” Vật lí 10 cơ bản tại trường THPT Bình Đại A, huyện Bình Đại, tỉnh Bến Tre. 5. Những nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể - Nghiên cứu lí thuyết:  Các chủ trương, nghị quyết của Đảng và nhà nước xung quanh vấn đề giáo dục và thay đổi nội dung, PP giáo dục trong nhà trường phổ thông Việt Nam.  Nghiên cứu các tài liệu về tâm lí và lí luận DH, tập trung vào quá trình nhận thức và tính tích cực hoạt động học, các PPDH tích cực trong đó đi sâu tìm hiểu PP DHKP, tìm qui trình thiết kế các NVKP để sử dụng cho đề tài. - Nghiên cứu tiền TNSP:  Nghiên cứu chương trình Vật lí 10 cơ bản, đặc biệt là chương “Chất khí” để chuẩn bị các bài thử nghiệm theo PP DHKP.  Nghiên cứu thực trạng dạy Vật lí ở một số trường THPT Bến Tre: dự giờ, thăm dò ý kiến GV, HS về vấn đề dạy và học Vật lí.  Nghiên cứu kết quả học tập môn Vật lí của HS các lớp TN và ĐC trước khi các em bước vào thực nghiệm (pretest) để đối chiếu với các kết quả sau TNSP. - Tổ chức TNSP:  Chọn các lớp TN và ĐC trong trường THPT Bình Đại A, Bến Tre cũng như GV hợp tác dạy, dự giờ.  Lấy số liệu từ quan sát, điều tra sau thực nghiệm, kết quả bài kiểm tra... (Postest) để thống kê, nhận định kết quả nghiên cứu. 6. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lí luận (nghiên cứu lí thuyết): Với phương pháp này cho phép ta lọc lựa các kết quả nghiên cứu, tổng hợp chúng và vận dụng cho đề tài, làm cho đề tài có cơ sở lí luận vững chắc. - Phương pháp điều tra (thăm dò ý kiến HS trước và sau TNSP). - Phương pháp quan sát (tìm kiếm các dấu hiệu tiến bộ của HS các lớp TN trong quá trình TN, so sánh với các dấu hiệu được quan sát ở HS lớp ĐC). - Phương pháp TNSP. - Phương pháp toán học thống kê để xử lí các kết quả TN. 7. Cấu trúc tổng thể luận văn Luận văn được chia thành ba phần chính: - Phần Mở đầu - Phần nghiên cứu và kết quả  Chương 1. Cơ sở lí luận của đề tài nghiên cứu  Chương 2. Áp dụng phương pháp dạy học khám phá vào dạy học chương “Chất khí” vật lí 10 cơ bản  Chương 3. Thực nghiệm sư phạm và kết quả - Phân kết luận Tài liệu tham khảo Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1. Một số vấn đề về tâm lí học 1.1.1. Khái niệm tư duy Tư duy là sản phẩm cao nhất của bộ não con người, là quá trình tâm lí phản ánh tích cực thế giới khách quan trong các khái niệm, phán đoán, lí luận... Tư duy xuất hiện trong quá trình hoạt động sản xuất xã hội của con người và đảm bảo phản ánh hiện thực một cách gián tiếp, phát hiện những mối quan hệ hợp qui luật của thực tại. Quá trình tư duy mang tính chất xã hội, không tách rời ngôn ngữ và diễn biến thông qua các hoạt động tiêu biểu như trừu tượng hóa, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa. Tư duy xuất phát từ những tri thức trực quan nhưng kết thúc sẽ vượt ra khỏi giới hạn của các tri thức ấy. Từ những ý trên về tư duy, có thể thấy được một số vấn đề nổi bật mà sau này chúng ta sẽ vận dụng vào quá trình rèn luyện phát triển tư duy cho HS như sau: - Chỉ con người mới có bộ não hoàn thiện nhất và cũng chỉ có con người mới có tư duy. Tất nhiên, sự hoàn thiện của bộ não con người có quan hệ mật thiết, biện chứng với giáo dục. Con người được giáo dục từ gia đình, xã hội, song sự giáo dục thường xuyên, có phương pháp, có ý nghĩa và có hiệu quả nhất là nhà trường. Xác định được như vậy mới thấy một cách đúng hướng nhiệm vụ của nhà trường là không chỉ dạy cho HS tri thức thuần túy mà còn dạy sao cho tư duy HS phát triển. Có nhiều phương pháp dạy cho HS biết tư duy hiệu quả, nhưng tốt nhất vẫn là thông qua dạy tri thức để dạy tư duy cho các em. - Tư duy phản ánh thế giới khách quan một cách tích cực. “Phản ánh tích cực” là không chỉ nhận biết, hiểu bản chất vấn đề mà quan trọng hơn, đó là sáng tạo trong công việc, cải tạo thế giới. Điều này cũng chỉ có con người mới làm được. Con vật có thể nhận biết đường đi lối về, nhận biết sự nguy hiểm và biết cách tránh. Con nai chỉ có thói quen ăn cỏ nơi trống trải để quan sát các động vật ăn thịt nó và khi gặp nguy hiểm, động tác duy nhất là chạy. Con người cũng phải tránh né con hổ nhưng con người biết làm ra vũ khí, biết đoàn kết để chống lại con hổ khi gặp nguy hiểm. Con vật chỉ biết trú ngụ trong bóng mát, hang động. Con người biết làm nhà để ở, biết làm ra vật dụng để chế biến thức ăn, biết tạo ra năng lượng để phục vụ mình… - Để hiểu tự nhiên, chinh phục tự nhiên, con người biết đưa ra giả thuyết, phân tích sự việc, tổng hợp nhiều sự kiện, khái quát hóa ra các khái niệm, qui luật tự nhiên và xã hội, tìm ra những hướng đi đúng giải quyết khó khăn gặp phải. Những điều này, cuộc sống không thể đáp ứng đầy đủ mà chỉ có nhà trường mới có thể cung cấp, dạy dỗ thì HS mới có được. - Những gì mà HS có được, từ lí thuyết đến cách làm việc và suy nghĩ khoa học sẽ là cơ sở để các em có thể vượt lên trên những cái đã có ấy, hay nói cách khác, đó là cơ sở cho sự sáng tạo. Như vậy, tư duy là hình thức cao nhất của sự phản ánh, là mức độ nhận thức mới về chất so với cảm giác, tri giác. Nếu cảm giác, tri giác chỉ phản ánh thuộc tính bề ngoài, những mối quan hệ, liên hệ về không gian và thời gian, thì tư duy phản ánh những thuộc tính bản chất bên trong, những mối liên hệ, quan hệ có tính qui luật của sự vật, hiện tượng. Ví dụ: Khi tiếp xúc với một người (nói chuyện, trao đổi công việc...), ta có thể mô tả về người đó qua nét mặt, hình dáng, cử chỉ… Đó là do nhận thức cảm tính đem lại. Tuy nhiên, sau khi tiếp xúc, chúng ta cũng có thể có một vài suy nghĩ, nhận xét về bản chất con người đó như: quan điểm, lập trường, tính cách, tài năng… do các hoạt động tư duy từ các biểu hiện bên ngoài của anh ta. 1.1.2. Một số đặc điểm của tư duy Trong các hoạt động nhận thức của con người, tư duy thuộc mức độ nhận thức cao – nhận thức lý tính. Trong hoạt động nhận thức này có các đặc điểm sau [17],[20]: 1. Tính có vấn đề của tư duy Hoạt động tư duy chỉ bắt đầu khi con người đứng trước một câu hỏi về một vấn đề mà mình quan tâm nhưng chưa giải đáp được bằng những hiểu biết đã có của mình, nghĩa là bị rơi vào THCVĐ. 2. Tính gián tiếp của tư duy Thông qua các cứ liệu có được từ thực tiễn (sự việc, hiện tượng, quá trình) cũng như thông qua các tài liệu được lưu trữ (sách, tạp chí, tài liệu khảo cổ…) con người có được những hiểu biết nhất định. Tuy nhiên họ không thỏa mãn với những hiểu biết ấy mà đó chỉ là những cơ sở để tiếp tục suy nghĩ, phát triển thêm (khi có nhu cầu) thành các qui luật, qui tắc, lí luận. Những sản phẩm này sẽ được vượt qua khỏi giới hạn của những hiểu biết ban đầu mà họ đã khai thác có được. Đó là tính sáng tạo của tư duy con người. Bài toán hộp đen trong nghiên cứu tự nhiên và xã hội là một minh chứng cho tính gián tiếp của tư duy. Cơ quan dự báo thời tiết có thể đo đạc nhiều số liệu cần thiết (dữ liệu đầu vào) để vẽ nên sự vận động của các bộ phận khí quyển (hộp đen) và dự đoán diễn biến thời tiết trong tương lai (kết quả - đầu ra). 3. Tính trừu tượng và khái quát của tư duy Tính gián tiếp của tư duy có được cũng nhờ vào tính trừu tượng của nó hay khả năng trừu tượng hóa của con người. Trừu tượng là một mặt, một bộ phận của toàn thể, là phiến diện… trừu tượng được hiểu là đặc trưng riêng, chỉ có trong sản phẩm của tư duy. Qua đó có thể hiểu, trừu tượng hóa là một biện pháp của tư duy nhằm lưu trữ các đối tượng nghiên cứu theo một mặt, một tính chất mà tạm thời lãng quên một số tính chất khác để nhận thức chúng. Khác với nhận thức cảm tính, tư duy không phản ánh sự vật, hiện tượng ở hình thức bên ngoài của sự vật, hiện tượng một cách cụ thể và riêng lẻ mà phản ánh cái bản chất bên trong đôi khi không thể nhìn thấy, không thể cảm giác trực tiếp. Tính trừu tượng của tư duy, khả năng trừu tượng hóa của con người giúp họ có thể “nhìn” các đối tượng phản ánh theo một cách riêng để đạt được mục đích nhận thức chúng. Sự nhận thức được thể hiện ở những sự hiểu biết bản chất đối tượng, phân loại, lập nhóm các đối tượng… Đó cũng chính là sự khái quát hóa khi nhận thức các đối tượng 4. Mối quan hệ tư duy - ngôn ngữ Tư duy và ngôn ngữ có mối quan hệ biện chứng. Ngôn ngữ là phương tiện để lưu trữ, biểu đạt ra bên ngoài bằng âm thanh, chữ viết, kí hiệu các kết quả (sản phẩm) tư duy của con người. Ngôn ngữ là cơ sở, cung cấp cứ liệu cho con người tư duy tiếp theo, đi sâu vào bản chất của tự nhiên và xã hội. Ngược lại, tư duy sẽ làm cho ngôn ngữ phát triển ngày càng sâu sắc hơn, đẹp hơn, nhiều ý nghĩa hơn. 5. Tư duy và nhận thức cảm tính Các sản phẩm của tư duy dù có trừu tượng, khái quát đến mấy thì bước đầu tiên cũng phải dựa vào các cứ liệu cụ thể, những kết quả của nhận thức cảm tính. Có như vậy, tư duy mới không xa rời thực tiễn, phục vụ tốt cho thực tiễn. Mặt khác, một khi đã có tư duy tốt, con người sẽ có khả năng tri giác chính xác hơn, sâu sắc hơn và mang tính chọn lọc hơn. Ví dụ: Nhờ vào kinh nghiệm, khi nhìn “thần sắc” của một người, ta có thể nói người này khỏe mạnh hoặc đang bị cảm sốt. Người bác sĩ vừa có tri thức về cơ thể người và về các bệnh lí, vừa có kinh nghiệm đúc kết từ công việc chữa bệnh (khái quát của tư duy) cho nên không những quan sát nét mặt mà ông ta có thể bắt mạch (tri giác) và chẩn bệnh chính xác hơn. Các đặc điểm của tư duy giúp cho người GV định hướng được công việc giảng dạy của mình: - Cần coi việc phát triển tư duy cho HS là nhiệm vụ đi đôi với việc dạy kiến thức cho các em. Từ đó cho thấy việc thay đổi các PPDH là rất cần thiết trong thời đại hiện nay, bởi vì khi đó không những HS được phát huy hết năng lực tư duy của mình mà còn học được nhiều, rèn luyện được nhiều các hoạt động tư duy. - Muốn rèn luyện tư duy một cách tích cực thì phải cho các em hoạt động với các tình huống thích hợp. - Việc phát triển tư duy phải gắn với việc trao dồi ngôn ngữ. Chúng ta đã nói đến mối quan hệ biện chứng giữa hai phạm trù này. Giàu ngôn ngữ và ngôn ngữ chính xác sẽ làm cho tư duy trong sáng và ngược lại, tư duy sẽ tạo cho HS nhiều khái niệm mới, lí luận mới, làm cơ sở tiếp tục tư duy với nội dung phức tạp hơn. Sửa sai, chính xác hóa ngôn ngữ, nhất là ngôn ngữ chuyên môn, sẽ làm cho các em được tự do hơn trong tư duy. Cho nên cần để các em nói nhiều (phát biểu, trình bày, hỏi, giải thích…). - Việc phát triển tư duy phải gắn liền với việc rèn luyện nhận thức bằng cảm giác. Phải hết sức tôn trọng quá trình nhận thức “từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng…”. 1.1.3. Các giai đoạn của quá trình tư duy Tư duy là một quá trình hành động trí tuệ giải quyết một nhiệm vụ nào đó nảy sinh trong việc nhận thức hay trong hoạt động thực tiễn. Khi chủ thể gặp một vấn đề phức tạp, muốn giải quyết nó, tư duy phải trải qua các giai đoạn sau [20]: a. Xác định vấn đề và biểu đạt vấn đề Như trên đã nói, không có tình huống thì tư duy chưa xuất hiện. Có tình huống rồi nhưng chưa phát hiện được nó cũng chưa có tư duy. Vì vậy, việc trước tiên là chủ thể phải phát hiện được tình huống, “nói” ra được nó (biểu đạt) bằng ngôn ngữ của mình, đặc biệt là biểu hiện được “mâu thuẫn nhận thức là cái gì, nằm ở đâu…”. Lúc ấy, nếu chủ thể có lòng mong muốn giải quyết vấn đề đã được biểu đạt thì tư duy xuất hiện. Khi đó, người ta gọi là chủ thể đang bị rơi vào tình huống có vấn đề. b. Huy động các tri thức, kinh nghiệm Chủ thể xác định vấn đề thuộc lĩnh vực nào. Ví dụ, nếu như vấn đề trong bài học Vật lí thì chủ thể cần lĩnh vực nào của Vật lí đang chi phối vấn đề để từ đó suy nghĩ đến các qui luật Vật lí nào đã biết có thể vận dụng vào đây, những kinh nghiệm nào đã biết trong thực tế có thể so sánh, mô phỏng… để chuẩn bị cho bước kế tiếp. c. Sàng lọc các liên tưởng và hình thành giả thuyết Các tri thức, kinh nghiệm và liên tưởng xuất hiện đầu tiên chỉ ở giai đoạn chuẩn bị, có thể rất nhiều, cần được chọn lọc lại để có thể hình thành giả thuyết cho giải quyết vấn đề, tức là đưa ra cách giải quyết mà chủ thể cho là phù hợp. Thực ra, một vấn đề phức tạp, thông thường chủ thể cần có một số giả thuyết, như vậy mới có thể tìm kiếm được cách giải quyết vấn đề đúng đắn nhất, hay nhất. Thực chất, trong các khả năng giải quyết (các giả thuyết) chỉ có một hoặc hai khả năng khả dĩ, chủ thể phải rà soát lại bằng những lí lẽ, thí nghiệm hoặc kinh nghiệm đơn giản là có thể bác bỏ các giả thuyết không chặt chẽ, để lại một hoặc hai giả thuyết mà mình đặt niềm tin vào đó. d. Giải quyết nhiệm vụ Chủ thể chọn giả thuyết mà mình tin là đúng đắn nhất để tìm cách lí giải vấn đề. Bằng lập luận (với những tri thức trong lĩnh vực đã biết, những ví dụ thực tế đã được sàng lọc), bằng thí nghiệm tự mình thiết kế, chủ thể sẽ đưa ra được lời giải cho vấn đề đã đặt ra ban đầu. Tùy độ phức tạp hoặc qui mô của vấn đề mà quá trình tư duy diễn biến nhanh hay chậm. Nếu qui mô một vấn đề không lớn lắm, có thể trong “tíc tắc” chủ thể đã có lời giải. Trong cuộc sống, chúng ta vẫn gặp những người như vậy và gọi là những người “nhanh trí” hoặc “thông minh”. Ví dụ: - Một nhân viên được giao nhiệm vụ cải tạo lại hệ thống mạng điện cơ quan sao cho việc sử dụng điện sẽ được tiết kiệm hơn (tình huống). Nếu như anh ta là người có trách nhiệm, có chuyên môn về điện, sẽ nhận nhiệm vụ và quyết tâm hoàn thành (anh ta đang bị rơi vào tình huống có vấn đề). Đối với vấn đề như vậy (qui mô lớn), anh ta không thể nói ngay là “làm thế này, làm thế kia” được mà cần phải có thời gian để suy nghĩ, tìm biện pháp tối ưu. Cho đến khi anh ta có kế hoạch đầy đủ cho công việc, chuẩn bị thi công, anh ta đã trải qua một quá trình tư duy nghiêm túc. - Trường hợp khác: Khi khách đến sớm so với giờ hẹn của lãnh đạo (tình huống), người nhân viên “nhanh trí” có thể có nhiều phương án thoáng qua (các giả thuyết) và cũng rất nhanh để anh ta chọn phương án tối ưu: Mời khác đi đâu đó một chút rồi quay lại; Mời khách uống nước, chờ; Dẫn khách đi tham quan cơ quan mình… Trong điều kiện thuận tiện, anh nhân viên này sẽ chọn phương án thứ ba. Anh nhân viên này đã có những thao tác rất nhanh các công đoạn của quá trình tư duy, đôi khi có thể bỏ qua một hoặc một vài công đoạn. Giải quyết công việc như vậy, ngoài phẩm chất về đạo đức, nghề nghiệp, giao tiếp, anh nhân viên phải là người thạo việc, chịu khó suy nghĩ thành bản lĩnh trong công tác. Đây cũng chính là ý tưởng của đề tài, sử dụng phương pháp dạy học khám phá để rèn luyện HS tư duy nhanh và hiệu quả. 1.1.4. Một số thao tác tư duy a. Phân tích và tổng hợp [12],[18] - Phân tích là một hoạt động tư duy chia cái toàn thể thành từng bộ phận, từng phần, từng yếu tố một cách hợp lý và có chủ định để tri giác các đặc tính, chức năng của các bộ phận, các phần, các yếu tố riêng lẻ ấy, chuẩn bị cho bước nghiên cứu tiếp theo. - Tổng hợp là một hoạt động tư duy nhằm tập hợp các bộ phận, các chi tiết của một toàn thể sau khi phân tích để hiểu bản chất của cái toàn thể đó. Như vậy, để nghiên cứu một đối tượng chúng ta cần phải phân tích để “thấy” được cái bên trong của từng bộ phận của chúng và để nhận thức được cái bản chất của toàn đối tượng thì phải tổng hợp cái bản chất của từng bộ phận riêng lẻ. Cho nên, phân tích và tổng hợp là hai mặt của một quá trình tư duy thống nhất. Phân tích là cơ sở của tổng hợp nhưng nó được tiến hành theo sự hướng dẫn của tổng hợp. Có thể ví dụ ngay ở mục 1.1.3. Chúng ta muốn nói đến tư duy có hiệu quả để vận dụng dạy cho HS phương pháp tư duy, quá trình tư duy đã được phân tích, chia nhỏ nó ra thành các công đoạn để tìm hiểu bản chất của nó thì mới có thể tập cho các em tư duy đúng được. Khi nói đến “tư duy”, chúng ta nghĩ ngay đến một quá trình và bản chất của nó. Tùy đối tượng, hoàn cảnh, chúng ta có thể cho HS “đi” suốt quá trình để có lời giải, hoặc cho HS bỏ qua giai đoạn (xem 1.2.1 và 1.4.3). Ví dụ: Xác định chuyển động của một vật ném ngang.  Phân tích Phương ngang vật không chịu tác dụng của lực nào nên theo định luật I Niutơn vật sẽ chuyển động thẳng đều trên phương nằm ngang. Phương thẳng đứng vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực nên trên phương thẳng đứng vật sẽ rơi tự do.  Tổng hợp Chuyển động của vật ném ngang là sự tổng hợp của chuyển động thẳng đều và rơi tự do. Từ đây ta xác định được quỹ đạo, thời gian, vận tốc của chuyển động. b. So sánh [20] So sánh là quá trình xác định sự giống nhau hay khác nhau, sự đồng nhất hay không đồng nhất, sự bằng nhau hay không bằng nhau giữa các đối tượng nhận thức. Thao tác này có quan hệ chặt chẽ với phân tích và tổng hợp. Nếu không phân tích được vấn đề thì sẽ không thể có kết luận để so sánh các đối tượng. Tuy nhiên, so sánh không chỉ thuần túy để biết “lớn hay nhỏ”, “nặng hay nhẹ”… mà quan trọng là ý nghĩa của vấn đề (các đối tượng) nằm sau thao tác này: tính bản chất của vấn đề. Ví dụ: So sánh cặp lực cân bằng với cặp lực trực đối. - Giống nhau: hai lực: cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều - Khác nhau:  Cặp lực cân bằng: đặt vào cùng một vật  Cặp lực trực đối: đặt vào hai vật khác nhau - Ý nghĩa của việc so sánh: Tác dụng vật lí của hai loại cặp lực. Cặp lực cân bằng không gây gia tốc cho vật, cặp lực trực đối thì có. c. Phân loại Phân loại là việc nhóm các sự vật, hiện tượng thành một loại trên cơ sở các đặc điểm chung của chúng. Cũng như trên, “phân loại” không chỉ có nghĩa là nhóm được các đối tượng. Thao tác “phân loại” sẽ dạy cho HS một điều quan trọng nhất, đó là việc xác định được cơ sở phân loại. Cơ sở phân loại lại tùy thuộc vào mục đích phân loại. Một chiếc xe gắn máy có thể nằm trong nhiều nhóm theo các cơ sở phân loại khác nhau phục vụ cho những mục đích khác nhau: dung tích xilanh, nhãn hiệu xe, đời xe, nơi sản xuất… d. Trừu tượng hoá và khái quát hoá (Xem 1.1.2) Ví dụ: Khi HS nghiên cứu những trường hợp khác nhau của sự xuất hiện dòng điện cảm ứng chúng ta đâu có nói cụ thể về cuộn dây (bao nhiêu vòng, làm bằng chất liệu gì) hay nam châm (chữ U hay chữ I) mà chỉ cần đó là một cuộn dây kim loại, một vật có từ tính để rồi qua nhiều thí nghiệm, HS thấy được cái quyết định để có dòng điện cảm ứng là sự chuyển động (do đó có từ thông biến thiên) chứ không phải là hình thù cuộn dây hoặc nam châm. 1.2. Vấn đề phát triển tư duy trong dạy học Vật lí Con người hơn hẳn các loài động vật không phải ở sự khéo léo của đôi tay, sự vững vàng của đôi chân hay ở bất kỳ các giác quan nào mà do con người có tư duy. Có tư duy, con người nhìn thấy lửa trong rừng là nghĩ đến tác dụng của nó cho cuộc sống, tìm cách giữ gìn nó, tạo ra nó. Có tư duy, con người nhìn thấy thú dữ là nghĩ đến việc tránh chúng như thế nào để tồn tại, bắt chúng như thế nào để sử dụng và hơn thế nữa, làm thế nào để chúng có thể phục vụ lâu dài cho cuộc sống của mình (đem chúng về nuôi, làm thức ăn dự trữ)… Có tư duy, con người có thể tạo ra vô vàn của cải vật chất cho xã hội mà những thứ đó không có sẵn trong tự nhiên: tạo và chế biến kim loại làm công cụ sản xuất, chế tạo vũ khí để tự vệ, tạo ra các vật dụng gia đình. Có tư duy, dần dần xuất hiện ngôn ngữ trong các xã hội loài người, một phương tiện giao tiếp đặc biệt mà chỉ con người mới có… Tuy nhiên, tư duy không thường trực trong đầu óc con người, mà nó chỉ xuất hiện khi con người đứng trước một khó khăn, một câu hỏi, một tình huống mà chưa có giải đáp ngay. Đó là những mâu thuẫn nhận thức giữa một bên là nhu cầu muốn biết, muốn hoàn thành nhiệm vụ, muốn được yên ổn và một bên là chưa biết hoặc chưa biết chính xác, chưa thể hoàn thành nhiệm vụ, chưa thể được sống yên ổn… Nếu như chủ thể quyết tâm muốn hiểu biết, muốn hoàn thành nhiệm vụ, anh ta phải suy nghĩ, truy tìm, khám phá, tư duy xuất hiện. Lúc này anh ta đang ở một trạng thái tâm lí đặc biệt: rất căng thẳng, rất hưng phấn, tìm mọi cách trong tiềm thức, trong sách vở có thể sáng tạo mới để có cách giải quyết mâu thuẫn. Khi đó chủ thể bị “rơi” vào tình huống có vấn đề, như các nhà tâm lí học, giáo dục học vẫn gọi, đạt được trình độ cao hơn trên con đường nhận thức. Quá trình này có thể được mô tả bằng sơ đồ sau: Hình 1.1. Con đường làm xuất hiện tư duy ở HS Từ sơ đồ trên chúng ta nhận thấy, muốn xuất hiện tư duy cần có sự kích thích tư duy. Quá trình kích thích tư duy xuất hiện được thực hiện thông qua các yếu tố: chú ý, hứng thú, tình huống và THCVĐ. Các yếu tố này ta có thể chia ra làm hai nhóm. Nhóm các yếu tố gián tiếp làm cơ sở, dẫn đường cho nhóm các yếu tố trực tiếp. 1.2.1. Những điều kiện cần thiết cho sự rèn luyện tư duy HS a. Sự chú ý của HS Tư duy là việc suy nghĩ nghiêm túc, có mục đích, có khởi đầu, có kết thúc và là một quá trình có nhân quả. Tư duy đòi hỏi sự tập trung cao độ vào đối tượng để tri giác tìm các dấu hiệu từ đối tượng cho quá trình tư duy hoạt động. Điều này đòi hỏi vấn đề phải có dấu hiệu nào đó đặc biệt Dữ kiện Thông tin Tình huống Tình huống có vấn đề HS chú ý Hứng thú, chấp nhận Xuất hiện Tư duy (trong đó, phần lớn là do sự trình bày, biểu diễn của GV) nhằm thu hút HS vào đối tượng nghiên cứu. Sự chú ý của HS vào vấn đề học tập là bước khởi đầu quan trọng, sự mở đầu cho thành công. b. Sự hứng thú đối với vấn đề học tập Hứng thú là thái độ đặc biệt của HS đối với đối tượng học tập. Một vấn đề vừa có ý nghĩa đối với cuộc sống, vừa có khả năng mang lại khoái cảm thích thú cho cá nhân (mới lạ gây ngạc nhiên, màu sắc đẹp, bắt mắt…) sẽ làm HS thêm chú ý, chú ý một cách tự nguyện xen kẽ với lòng ham muốn làm sáng tỏ những bí ẩn trong đó, đó là sự hứng thú. Hứng thú là động lực mạnh mẽ cho việc giải quyết vấn đề. Trong môi trường giáo dục, hứng thú không chỉ có ý nghĩa to lớn cho quá trình tư duy mà còn có ý nghĩa đối với sự phát triển toàn diện, sự hình thành nhân cách cho HS. Hứng thú dẫn tới sự tự giác. Hứng thú và tự giác là hai yếu tố tâm lí đảm bảo tính tích cực, độc lập, sáng tạo trong học tập. Ngược lại, phong cách học tập tích cực, độc lập, sáng tạo có ảnh hưởng đến sự phát triển hứng thú và tự giác. Brunơ cho rằng [05]: “Hứng thú nhận thức được hình thành qua việc tổ chức học tập như là một hành động khám phá”. Cho nên, nếu HS được độc lập quan sát, so sánh, phân tích, khái quát hóa các sự kiện… thì các em sẽ hiểu sâu sắc và hứng thú học được bộc lộ rõ. Muốn gây được hứng thú nhận thức cho HS cần phải chú ý đến các yếu tố sau [05]: - Nội dung học phải được GV thiết kế sao cho HS luôn luôn gặp những điều mới mẻ nhưng lại gần gũi trong cuộc sống. - Phương tiện trực quan luôn là vật kích thích sự chú ý và hứng thú học của HS. - Phát huy tối đa hoạt động tự lực của HS trong học tập, tìm kiếm và giải quyết vấn đề. - Nghệ thuật trình bày vấn đề cũng như nghệ thuật sử dụng phương tiện trực quan của GV sẽ tăng thêm hiệu ứng kích thích sự hứng thú của HS. - Tạo ra một bầu không khí học tập tích cực (xem định hướng 1 Marzano ở mục 1.2.3) c. Tính tình huống của vấn đề học tập [11],[12]  Tình huống Khi nói đến tình huống, cần phân biệt các thông tin đưa đến chủ thể. Có hai loại thông tin: tình hình và tình huống. Tình hình: Đó là những thông tin mang tính thông báo để biết. Ví dụ thông báo thời tiết, thông báo nội dung học hôm nay, thông báo điểm thi… Những thông báo này, chủ thể chỉ lĩnh hội để biết, để ghi nhớ. Tình huống: Đây là loại thông tin đặc biệt, trong đó buộc chủ thể phải đặt dấu hỏi, hoặc là ngược lại cho người thông báo hoặc là tự mình tìm kiếm câu trả lời. Có thể nói khác đi: đó là những thông tin mà trong đó có chứa đựng trở ngại, một khó khăn cần giải quyết, gọi chung là mâu thuẫn nhận thức. Tình huống trong tự nhiên, xã hội thì chúng ta gặp rất nhiều. Ví dụ: Sét trên bầu trời là gì, tại sao có “sấm rền”, tại sao nước sông, biển dâng lên hạ xuống theo chu kì? Tại sao tỉ lệ HS đậu tốt nghiệp cao nhưng tỉ lệ đậu đại học lại thấp? Tại sao và tại sao..? Mỗi câu hỏi như vậy là một tình huống. Tuy nhiên, vấn đề được gọi là tình huống còn phụ thuộc vào sự hiểu biết của cá nhân chủ thể. Những vấn đề đã được giải quyết đối với một cá nhân thì nó không còn là tình huống đối với cá nhân đó nữa. “Sấm, sét” là tình huống đối những HS chưa học Vật lí nhưng không còn là tình huống đối với HS học đến cuối cấp Trung học cơ sở. Có thể có nhiều người có câu trả lời cho câu hỏi về thi đại học song chưa ai kiểm nghiệm tính đúng đắn của các lời giải đó nên hiện nay nó vẫn còn là một tình huống tồn tại trong xã hội chúng ta… Trong dạy học, phần lớn các tình huống không phải tự nhiên có mà cần có sự thiết kế của người dạy. Có hai lí do: Thứ nhất, HS của chúng ta chưa có thói quen đọc trước bài học, chưa có thói quen tìm kiếm mở rộng bài học; Thứ hai, bản thân mỗi nội dung mới trong bài học đều là những tình huống (HS chưa biết) nhưng hầu hết được trình bày theo kiểu “thông báo tình hình”. Ví dụ: Khi dạy bài “Sự rơi tự do”, nếu GV dạy theo đúng sách giáo khoa (SGK) HS sẽ lĩnh hội được hết mà không cần suy nghĩ gì. Song, một GV dẫn dắt HS đi từ thực tế (là sự rơi của lá mận và trái mận chẳng hạn) đến thí nghiệm hai tờ giống nhau…(một để phẳng và một vò viên) cho rơi cùng một lúc… HS sẽ gặp trở ngại: tại sao kết quả thí nghiệm lại không như mình nghĩ? Tình huống xuất hiện, buộc HS phải lí giải.  Tình huống có vấn đề Việc đưa ra tình huống trong học tập chưa phải là cái đích cuối cùng của người thiết kế nhiệm vụ học tập. Nếu vấn đề đưa ra mà HS không quan tâm, vấn đề khó quá, dễ quá thì tác dụng kích thích tư duy HS không còn nữa. Tình huống phải được GV lựa chọn sao cho: không quá khó (HS sẽ bế tắc và chán nản), không quá dễ (HS coi thường), phải gần gũi cuộc sống HS, cách đưa ra tình huống phải phong phú (lời nói, hình ảnh, phim,…) để toàn thể HS cùng tham gia giải quyết trong một bầu không khí hăng hái, sôi động và tích cực. Khi đó HS đã bị rơi vào tình huống có vấn đề (THCVĐ). “THCVĐ là trạng thái tâm lí độc đáo của chủ thể, nó xuất hiện khi chủ thể chưa biết cách giải quyết hiện tượng, sự kiện, quá trình trong thực tiễn, chưa đạt tới mục đích bằng cách thức hành động quen thuộc” [12]. Do đó, tình huống đưa ra được chủ thể nhận thức, tiếp nhận với một trạng thái tâm lí phấn khởi nhưng có vẻ bức xúc, sốt sắng lao vào giải quyết, tranh luận để tìm ra lời giải (và đa số tình huống là có lời giải sau một thời gian suy nghĩ, trao đổi tích cực), đó mới là tiêu chí cuối cùng của người thiết kế tình huống. Ví dụ: (Cũng ví dụ trên) Nếu GV chỉ làm thí nghiệm bằng hai tờ giấy thôi thì tình huống được đưa ra. Thay vì như vậy, GV cho HS đoán nhận sự rơi của lá mận và trái mận (cùng lúc) thì kết quả thí nghiệm sẽ làm HS thật sự ngạc nhiên, thật sự bị rơi vào tình huống có vấn đề. Khi dạy bài “Từ thông - Cảm ứng điện từ”(Vật lí 11 cơ bản), GV mở đầu bằng giới thiệu thí nghiệm rồi làm thí nghiệm… thì đó chỉ là thông báo bình thường. Thay vì như vậy, GV chỉ cần nói thêm vài câu: (vắn tắt) Sau khi Ơxtet phát hiện ra khi đặt kim nam châm gần dây dẫn mang dòng điện thì nó bị lệch và đã đi đến kết luận “dòng điện sinh ra từ trường”. Sự kiện này đã gây sự chú ý cho các nhà khoa học thời bấy giờ. Faraday đã có một câu tự hỏi: “Nếu như vậy thì từ trường có thể sinh ra dòng điện được không?”. Mở đầu bài giảng kết thúc ở đây, nó sẽ tạo cho HS một “dòng” suy nghĩ tiếp theo “có được không, chắc là có thể, nhưng làm sao để biết…?”. Sự trình bày ngắn gọn như vậy cũng đã đủ đẩy HS vào THCVĐ. Trong quá trình DH, việc tạo THCVĐ, ngoài những yêu cầu đã nói trên, cần chú ý [19]: - Tình huống phải chứa đựng một sự gợi ý ngầm nào đó để làm dễ hóa vấn đề cho HS có thể tự giải quyết được với mức độ tư duy tích cực. Ví dụ: Sau khi làm thí nghiệm trong bài “Sự rơi tự do”, GV có thể hỏi nhưng có nhấn mạnh “vo nhỏ” và “để tờ giấy nguyên dạng”. Đó là sự gợi ý ngầm có ý đồ của GV. - Ngoài kiến thức ra, mỗi tình huống phải được xác định rõ HS đạt được kỹ năng gì sau khi giải quyết được vấn đề đặt ra. Ví dụ: Mở đầu bài “Từ thông - Cảm ứng điện từ” như trên được kèm theo một ý đồ rất quan trọng, đó là dạy cho HS phương pháp suy nghĩ của các nhà khoa học Vật lí. - Chú ý đến tính vừa sức (ở mức độ cao) trong các tình huống. Tuy nhiên GV phải dự kiến trước các khả năng có thể xảy ra khi HS giải quyết nhiệm vụ đặt ra để có thể có sẵn những câu gợi ý phù hợp. 1.2.2. Các biện pháp phát triển tư duy HS trong DH Vật lí Từ những vấn đề trình bày trên, chúng tôi đưa ra một số biện pháp phát triển tư duy HS thông qua dạy học Vật lí như sau: - Cần thường xuyên tạo các tình huống trong mỗi bài học để kích thích tính tò mò, sự ham hiểu biết, từ đó kích thích mạnh mẽ các hoạt động học tập, đặc biệt là các hoạt động trí tuệ của HS. Trong mỗi bài học đều có rất nhiều nội dung để tạo tình huống. Tình huống có thể là: đọc trước một đoạn rồi trình bày lại, giải thích một hình vẽ trong SGK, một hiện tượng thực tế cần giải thích, vận dụng kiến thức vào thực tế… Tuy nhiên thời gian một tiết học không cho phép quá nhiều tình huống nên GV cần lựa chọn để có vài tình huống khám phá nhanh (dạy học khám phá), tình huống để trao đổi nhóm, tình huống cho về nhà giải quyết. - Cần có nhiều thí nghiệm (ở mức cho phép), nhất là những thí nghiệm đơn giản (HS tự làm hoặc GV làm) để rèn luyện tư duy Vật lí. Đây vừa là đặc thù đồng thời cũng là ưu thế của môn Vật lí. Ví dụ:  HS đứng trước một hiện tượng xảy ra theo chiều hướng trái với suy nghĩ thông thường: cá vẫn sống ở phần dưới, khi nước ở phần trên ống nghiệm sôi (Hình 1.2). Với tình huống này sẽ kích sự hứng thú, tính tò mò, lôi cuốn sự chú ý của HS tìm cách lý giải để thay đổi quan niệm cũ.  Thí nghiệm bài “Sự rơi tự do” như đã ví dụ. - Tận dụng cấu trúc của một số bài học Vật lí để dạy cho HS cách làm việc và suy nghĩ của các nhà khoa học Vật lí. Bài “Từ thông - Cảm ứng điện từ” như đã ví dụ ở trên. Những việc làm cụ thể sẽ được chúng tôi giới thiệu trong phần Các định hướng Marzano (Mục 1.3) - Vấn đề ngôn ngữ Vật lí cho HS Các nhà tâm lí học đã chỉ ra rằng, mức độ phát triển của ngôn ngữ có tác động rất lớn đến khả năng tư duy của con người. Tư duy sử dụng ngôn ngữ làm công cụ để thực hiện quá trình tư duy và làm phương tiện để biểu đạt kết quả. Cho nên, trong DH Vật lí chúng ta cần phải rèn luyện cho HS ngôn ngữ Vật lí. Kiến thức Vật lí rất đa dạng nhưng cách phát biểu các định nghĩa, qui tắt, định luật Vật lí cũng có những hình thức chung nhất định. Ví dụ: Trong cơ học: vận tốc chỉ sự nhanh hay chậm của chuyển động, gia tốc chỉ sự thay đổi vận tốc, toạ độ chỉ vị trí… Định nghĩa một đại lượng Vật lí thường gồm hai phần: Một phần nêu lên đặc điểm định tính và một phần nêu lên đặc điểm định lượng. Ví dụ: Phát biểu định nghĩa về lực Định tính: Lực là một đại lượng vectơ đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác kết truyền gia tốc cho vật hoặc làm cho vật bị biến dạng. Định lượng: F ma Hình 1.2. Cá vẫn sống khi phần trên ống nghiệm nước sôi Một định luật Vật lí thường nêu lên mối quan hệ hàm số giữa hai đại lượng hoặc nêu lên những điều kiện để cho một hiện tượng có thể xảy ra. Từ đây, ta rèn luyện cho HS cách phát biểu mối quan hệ hàm số giữa hai đại lượng hoặc cách nêu lên điều kiện để xảy ra một hiện tượng vật lí. Ví dụ: Định luật cảm ứng điện từ nêu lên điều kiện để xuất hiện dòng điện cảm ứng trong khung dây dẫn kín. Khi DH Vật lí, GV cũng cần chú ý cho HS đối với những từ ngữ dùng trong Vật lí và được dùng trong ngôn ngữ hằng ngày (chẳng hạn như: công), GV cần có sự phân biệt, so sánh để HS hiểu. 1.3. Các định hướng của Marzano [08], [09], [11] Marzano, nhà lí luận dạy học người Mỹ, trong tác phẩm của mình “Dimensions of Learning” đã đưa ra những điều kiện, cơ sở và biện pháp phát triển tư duy trong dạy học. Các định hướng (Dimensions) sẽ chỉ ra cho người GV cần làm gì đối với những loại bài học khác nhau cũng như những loại kiến thức cơ bản trong các bài học để có thể giúp tư duy HS phát triển. Marzano đã đưa ra 5 định hướng: 1/ Tạo bầu không khí học tập tích cực 2/ Tổ chức việc tiếp thu kiến thức theo hướng nhận thức của các nhà khoa học 3/ Phát triển tư duy bằng mở rộng và tinh lọc kiến thức 4/ Phát triển tư duy bằng việc sử dụng kiến thức có ý nghĩa 5/ Hình thành các thói quen tư duy Trong luận văn này, chúng tôi sẽ sử dụng 3 định hướng đầu, vì vậy, dưới đây chúng tôi sẽ phân tích cụ thể các định hướng này. 1.3.1. Định hướng 1: Tạo bầu không khí học tập tích cực Đây là định hướng nói đến điều kiện học tập thuận lợi cho mỗi giờ học mà trong đó GV muốn rèn luyện tư duy cho HS. Sự thoải mái trong giờ học cả về thể chất lẫn tinh thần là điều kiện đầu tiên, nếu muốn HS hợp tác tốt với nhau và với GV. Bầu không khí Vật lí và bầu không khí tâm lí. - Bầu không khí Vật lí bao gồm các điều kiện Vật lí (nhiệt độ, ánh sáng, âm thanh…) cần đảm bảo cho HS thoải mái khi ngồi học trong lớp. Sự mát mẻ, sự sáng sủa… sẽ làm các em yên tâm tập trung vào giờ học, tham gia các hoạt động học tích cực hơn. - Bầu không khí tâm lí nói đến mối quan hệ thầy trò trong lớp. Sự bình đẳng, thân thiện (từ thái độ của GV) dễ lôi kéo HS vào hoạt động, nhất là các hoạt động trí tuệ. Thầy bước vào lớp học với nét mặt vui vẻ, hỏi han đôi câu về tình hình lớp… sẽ xua đi những trở ngại khách quan do khoảng cách thầy trò, làm các em trở nên tự tin hơn, thực hiện tích cực các “mệnh lệnh” của thầy. Một vấn đề tâm lí rất quan trọng nữa, đó là sự sẵn sàng “nhập cuộc” của HS. Có nhiều cách động viên HS khi bắt đầu giờ học, song việc mở đầu bài học là cách làm tích cực nhất. Với một câu chuyện, một bức tranh, một đoạn phim, một thí nghiệm nhỏ… để dẫn vào bài học hoặc tạo ra tình huống “bế tắc” sẽ tạo một tâm lí chờ đợi giờ học diễn ra, thậm chí háo hức muốn biết tình huống sẽ được giải quyết ra sao… 1.3.2. Định hướng 2: Tổ chức việc tiếp thu kiến thức theo sự nhận thức của các nhà khoa học Khái niệm tổ chức nhằm để chỉ sự chuẩn bị một giờ giảng trên lớp là cả một công trình của người dạy và có mang ý đồ rõ rệt: không chỉ làm cho HS hiểu kiến thức, nối kết lại kiến thức đã học… mà còn thông qua đó dạy cho HS cách nhận thức một vấn đề. Các nhà khoa học thường nhận thức một vấn đề thông qua 3 pha: tìm hiểu và lí giải, hệ thống lại vấn đề sau khi đã nhận thức được, tìm cách lưu trữ nội dung cơ bản một cách nhanh nhất, có thể nhớ lâu nhất. Các pha nhận nhận thức này ở các nhà khoa học đã thể hiện là có hiệu quả. Marzano cũng muốn mô phỏng và đưa con đường đi này vào nhà trường để tập cho các em cách suy nghĩ và làm việc của các nhà khoa học (xem 1.2.2). Ông phân ra làm 2 loại kiến thức: kiến thức thông báo (hay kiến thức khái niệm) và kiến thức qui trình (hay kiến thức kĩ năng).  Dạy kiến thức thống báo (Trả lời câu hỏi “Nó là cái gì?”) - Pha 1: Giảng giải khái niệm (mô phỏng theo công việc của các nhà khoa học là tìm hiểu và lí giải vấn đề) Hiểu vấn đề học tập là yêu cầu đầu tiên của bài học. Bằng nhiều cách như: liên hệ thực tế đã biết, các kiến thức đã học, kinh nghiệm sống của HS… GV hướng dẫn HS kết nối chúng lại cùng với một ít lập luận hoặc thí nghiệm để HS biết “nó là cái gì”. Có thể ví như đây là pha “vỡ hoang” kiến thức mới. - Pha 2: Hệ thống lại kiến thức mới được học Đây chính là lúc để HS nhận thức trọng vẹn vấn đề. HS có thể hiểu nhưng nhiều ví dụ, nhiều thí nghiệm, các em chưa thể trình bày lại vấn đề này. Cần có sự trợ giúp của GV để các ý chính được nổi bật, vấn đề mới được nhận thức. Có thể hệ thống hóa bằng hệ thống câu hỏi hoặc bằng một sơ đồ đơn giản. - Pha 3: Lưu trữ thông tin (ghi nhớ) Thông thường những vấn đề quan trọng, phức tạp và khó nhớ, các nhà khoa học thường tìm cách phát biểu ngắn gọn (định luật, định nghĩa hay kết luận chung), dùng kí hiệu (công thức) để ghi nhớ. Trong dạy học, đôi khi các GV cũng làm như vậy để HS ghi nhớ nội dung chính của bài học. Song những vấn đề đơn giản thì có thể bỏ qua pha này hoặc sử dụng ngay sơ đồ của pha 2 để HS ghi nhớ. Ví du: Khi dạy định luật III Niutơn, việc đầu tiên là làm sao cho HS “thấy” được sự “tương tác” (chưa nói đến nội dung định luật). Bằng ví dụ thực tế, kinh nghiệm của HS (kéo co), bằng thí nghiệm rất nhanh chóng (đập tay xuống bàn…) và bằng thí nghiệm (2 HS đẩy nhau; 2 lực kế móc nhau, kéo…) HS đã thấy được sự “tương tác” – Kết thúc pha 1: Hiểu “nó là cái gì”… Hiểu vấn đề khác với “nắm” được vấn đề (nhận thức được). Nếu yêu cầu HS trình bày lại vấn đề mới học, chắc chắn các em chưa trình bày được, vì vậy tiếp nối là pha 2: hệ thống lại vấn đề để các em có thể ghi chép những nội dung chính và có thể trình bày lại vấn đề mới học. Có thể đưa ra một hệ thống câu hỏi:  Hãy nói lại cảm giác của em khi em tác dụng một lực vào một vật khác (đánh tay xuống bàn chẳng hạn). (Tay bị đau)  Tại sao tay lại bị đau? (Vật tác dụng đồng thời và ngược lại)  Thí nghiệm nào cho ta biết được điều đó, hãy mô tả và giải thích kết quả. (TN hai lực kế chẳng hạn)  Em đã dùng chữ “tương tác”, vậy các lực tương tác xuất hiện khi nào?(Khi vật này tác dụng lên vật kia…) (Kết thúc pha 2: Nhận thức được vấn đề) Có thể hệ thống vấn đề bằng sơ đồ (Hình 1.3) Hình 1.3. Lực tương tác Vì khái niệm khá đơn giản nên có thể không cần có pha 3. Với sơ đồ đơn giản và trực quan này, HS cũng có thể dùng để lưu trữ thông tin về “lực tương tác” được.  Dạy kiến thức qui trình (Để trả lời câu hỏi: “Làm cái đó như thế nào?”) Bất cứ môn học nào cũng có dạy kĩ năng làm một số công việc theo các bước. Trong Vật lí, kĩ năng giải bài tập, kĩ năng giải thích Vật lí, kĩ năng thực hiện một thí nghiệm… là kiến thức qui trình. Kiến thức qui trình không phải là một hành động riêng lẻ mà là một chuỗi các bước làm việc cho đến khi kết thúc công việc. Đó là cách làm việc của các nhà khoa học: Tìm kiếm và sắp xếp các động tác, hoạt động trong qui trình một cách hợp lí, kiểm tra từng bước làm việc, làm cho thuần thục. Khi đưa kiến thức qui trình vào dạy cho HS, người GV cũng thể hiện cách làm việc như các nhà khoa học, phải trải qua 3 pha: hình thành qui trình, định hình qui trình (làm thử) và luyện tập thành kĩ năng. Ví dụ: Qui trình giải một bài toán Động lực học gồm các bước sau: 1. Đọc kĩ bài, tóm tắt bằng các kí hiệu quen thuộc: các dữ kiện, đổi đơn vị, câu hỏi FA→B FB→A Đồng thời Cặp lực tương tác Vật A Vật B 2. Phân tích bài toán: dùng định luật, qui tắc vật lí nào? 3. Hệ qui chiếu ? 4. Biểu diễn các lực tác dụng lên xe 5. Tổng hợp lực (chiếu lên phương chuyển động) 6. Giải (vận dụng các định luật, biến đổi bằng chữ trước, thay số ở biểu thức kết quả) 7. Biện luận (nếu cần) Dạy HS qui trình này sẽ trải qua 3 pha như sau: - Pha 1: Hình thành qui trình Làm sao để qui trình này xuất hiện? Có nhiều cách: Thầy giải một bài toán mẫu, phân tích cách làm để đưa đến các bước (hoặc cho HS nhận xét, tìm các bước, thầy chỉnh lại); cũng công việc như vậy nhưng cho HS tự giải bài tập mẫu… - Pha 2: Định hình qui trình Làm cho HS nhận thức được qui trình này? Nếu có thời gian trên lớp, cho HS ứng dụng qui trình, giải một bài toán đơn giản và giải thích sự suy nghĩ của mình theo các bước làm. Nếu không đủ thời gian, cho HS thử luyện tập một vài bước với một bài toán. - Pha 3: Rèn luyện thành kĩ năng Cho bài tập về nhà làm, yêu cầu HS làm theo các bước đã có. 1.3.3. Định hướng 3: Phát triển tư duy thông qua việc mở rộng và tinh lọc kiến thức Dạy một bài học, không bao giờ yêu cầu HS phải ghi nhớ toàn bộ các chi tiết của nó trong bài, chỉ cần lưu lại ở HS những kiến thức cơ bản, quan trọng. Làm sao thực hiện được điều này? Vài trang SGK không thể làm nổi bật hoặc khắc sâu những điều quan trọng cho HS mà người GV cần đưa kiến thức ra khỏi SGK (mở rộng kiến thức). Sự vận dụng, sự giải thích thực tế, chỉ ra các mối liên hệ… sẽ làm HS nắm vững hơn các kiến thức cơ bản trong bài học. Ví dụ: khi dạy qui tắc đòn bẩy, nếu vận dụng phân tích nguyên tắc của cần cẩu các loại, phân tích động tác nhảy cầu trong thể thao, thậm chí có thể phân tích việc cầm đũa ăn… chắc chắn HS sẽ hiểu và nhớ lâu bản chất của chiếc đòn bẩy. Tác dụng ấy gọi là tinh lọc kiến thức. Song điều quan trọng hơn của định hướng này và cũng là mục đích cuối cùng của việc thực hiện định hướng là thống qua việc mở rộng, tinh lọc, HS được rèn luyện các thao tác tư duy. Ví dụ: - Về ví dụ qui tắc đòn bẩy nói trên, HS cần phân tích từng đối tượng rồi tổng hợp lại mới thấy được tính đa dạng trong việc ứng dụng qui tắc đòn bẩy. Nếu không trừu tượng hóa thì cũng sẽ không thấy được chiếc “đòn bẩy” nằm trong cái cần cẩu hoặc trong những phương tiện khác. - Trong bài “Sự rơi tự do”, nếu không giới thiệu và phân tích các giai đoạn của người nhảy dù thể thao, HS sẽ không thấy sức cản rất lớn của không khí, từ đó thấy dược ý nghĩa của sự rơi trong chân không. Đôi khi mở rộng sẽ là dịp để các em tranh luận, bác bỏ các quan niệm sai trái, bảo vệ quan điểm của mình, đó là những hoạt động tư duy cao cấp cũng cần được rèn luyện. - Đôi khi cần mở rộng sang môn học khác, có thể yêu cầu sau trong bài “Quá trình đẳng tích – Định luật Saclơ” Đồ thị vẽ các đường đẳng tích là những đường thẳng tuyến tính. Về nguyên tắc toán học, các đường này có thể kéo dài ra vô tận về hai phía. Đối với các chất khí, điều này có mang ý nghĩa Vật lí không? Tại sao? Với nhiệm vụ này, HS thấy được tính vật chất của đối tượng Vật lí cũng như sự khác nhau giữa Toán học và Vật lí, mặc dù Toán là cơ sở không thể thiếu cho sự phát triển của khoa học Vật lí. Như vậy, thông qua mở rộng và tinh lọc kiến thức, HS được rèn luyện các thao tác tư duy: so sánh, phân tích, khái quát hóa… (xem mục 1.1.3) 1.4. Vài nhận xét về việc DH và phát triển tư duy của HS THPT hiện nay Hiện nay, vấn đề đổi mới DH trong nhà trường đang được đẩy mạnh theo nhiều hướng: Thay đổi và cải tiến các PPDH tạo tính năng động, kích thích tư duy trong các giờ học, tăng cường sử dụng các phương tiện dạy học, trong đó đặc biệt chú trọng đến việc sử dụng công nghệ thông tin. Song mục đích của việc làm mang tính cách mạng này là gì, có lẽ ít người quan tâm, ngay cả những cán bộ quản lí giáo dục. Một bằng chứng là, khi các cán bộ Sở đi thanh tra giảng dạy, họ chỉ đánh giá thuần túy xem GV có dạy bằng giáo án điện tử hay không, có cho HS trao đổi nhóm hay không. Lẽ ra cần có cách thanh, kiểm tra để biết ý đồ hoạt động của GV (phát triển tư duy) và sự tác động của những ý đồ đó đến HS như thế nào. Vì vậy họ không đánh giá được thực chất công việc của GV, nhất là những GV có cải tiến trong cách suy nghĩ, trình bày bài giảng, trong các hoạt động của mình cũng như tổ chức các hoạt động tích cực cho HS. Mặt khác, cũng phải nhìn nhận rằng sự chú ý thật sự đến phát triển tư duy HS ở đa số GV là chưa cao, chưa có ý đồ rõ rệt trong các bài giảng của mình. Tuy nhiên, với những tiêu chí đánh giá là vậy, nhưng phần lớn GV ở trường vẫn sử dụng PPDH truyền thống cho những giờ lên lớp bình thường (giờ học không được đánh giá, xếp loại tiết dạy): thuyết trình kết hợp với đàm thoại, rất ít trao đổi nhóm. Do đó, việc đổi mới PPDH đã được chú trọng chỉ mang tính hình thức, kết quả chưa cao. Nguyên nhân là: Năng lực về PPDH cũng như khả năng ứng dụng các phương tiện hiện đại vào trong DH của nhiều GV còn yếu song sự tiếp sức từ trên chưa được mạnh mẽ và thường xuyên (bồi dưỡng năng lực, trang bị thêm phương tiện dạy học…). Việc soạn giáo án theo lối mòn, ít chú ý phân tích nội dung bài học để thấy ý nghĩa thực tế của tri thức do đó không chú ý đến cấu trúc nhiệm vụ học tập cho HS, từ đó việc dạy học một chiều vẫn đang là thực trạng đáng lo ngại hiện nay. 1.5. Một số lí luận cơ bản về PPDH tích cực 1.5.1. Khái niệm về sự tích cực Trong môi trường giáo dục, tích cực được dùng để chỉ sự tích cực trong học tập đó là, người học phải chủ động khám phá ra những điều chưa biết đối với bản thân với một khát vọng, một sự cố gắng trí tuệ và một nghị lực cao trong quá trình nắm vững tri thức. Tính tích cực trong học tập được thể hiện ở các hoạt động khác nhau: hăng hái phát biểu ý kiến xây dựng bài, chịu khó tư duy trước các vấn đề khó, kiên trì giải quyết các bài tập theo nhiều cách khác nhau… Dựa vào các biểu hiện của tính tích cực mà ta có thể chia làm ba mức độ như sau [06]: - Bắt chước: HS bắt chước hành động, thao tác của GV và bạn bè. Trong hành động có sự cố gắng của thần kinh và cơ bắp. Ví dụ: HS cố gắng giải được các dạng bài tập mà GV đã hướng dẫn giải trên lớp. - Tìm tòi: HS độc lập, tự giác trong tư duy khi giải quyết các vấn đề, tìm kiếm các cách giải quyết khác nhau về một vấn đề. - Sáng tạo: HS tìm cách ra giải quyết mới, độc đáo, đề xuất những giải pháp có hiệu quả, có sáng kiến lắp đặt những thí nghiệm để chứng minh bài học. Tất nhiên, mức độ sáng tạo của HS là có hạn nhưng đó là mầm mống của sự sáng tạo sau này. 1.5.2. Tích cực hóa Tích cực hoá được hiểu là làm cho đối tượng hoạt động hơn. Trong môi trường giáo dục, nhất là trong giáo dục hiện nay, hiệu quả của dạy học phụ thuộc hoàn toàn vào tính tích cực học tập của HS. Học tập thụ động vừa là bản tính cố hữu của người Á Đông vừa là sản phẩm của lối dạy học truyền thống của chúng ta. Cho nên việc làm cho HS “hoạt động” lên trong học tập không hề dễ dàng chút nào. Tích cực hóa các hoạt động học của người học thực chất là nhằm chuyển biến vị trí của người học từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp nhận tri thức trở thành chủ thể tìm kiếm tri thức cho mình. Muốn tích cực hóa các hoạt động học tập, cần có những yếu tố sau: - Thay đổi triệt để quan điểm dạy học: HS là trung tâm trong quá trình dạy học Trong quá trình dạy học, HS phải được đóng vai trò hoạt động chính mà GV thì có vai trò chỉ đạo hoạt động nhiều hơn là giảng giải, thuyết trình. Nói đơn giản hơn, HS phải được hoạt động nhiều (đặc biệt là hoạt động trí tuệ) trong và ngoài giờ học như có thể. - Bồi dưỡng năng lực đổi mới PPDH Chúng tôi muốn nói đến năng lực đổi mới thay cho từ PPDH đổi mới để biểu hiện cái thực chất của việc đổi mới. GV có thể được học hoặc tự đọc nhiều để hiểu các PPDH tích cực song GV chưa đổi mới mạnh mẽ là do năng lực vận dụng lí thuyết chưa cao. Bồi dưỡng vấn đề này lấy “gốc” là tổ Bộ môn và tự thân GV vận động. - Bồi dưỡng năng lực chuyên môn cho GV (đào tạo lại) Những phân tích trên cho thấy, nếu năng lực chuyên môn không vững vàng (học lâu không dùng đến thì quên hoặc không chắc chắn), GV không dám mở rộng kiến thức vì không đủ bản lĩnh chuyên môn, không dám thiết kế những nhiệm vụ khám phá mà bản thân nó là rất phong phú về nội dung. - Sự kiên trì trong đổi mới các PPDH Thói quen học thụ động, học ỷ lại, lười suy nghĩ nên khi được yêu cầu “tích cực” nhất là tích cực suy nghĩ thì HS không muốn hoặc không làm được. Tuy nhiên đây chỉ là thói quen, có thể sửa được nhưng không phải ngày một ngày hai mà thành công. Cần kiên trì thực hiện tích cực hóa HS bằng nhiều con đường, nhiều cách. Đôi khi thế hệ HS này được mở đầu “tích cực hóa” thì nhiều năm sau mới có thói quen học tập tích cực ở các bậc học tiếp theo. 1.6. Khái quát về PPDH tích cực 1.6.1. Quan niệm về PPDH tích cực a. Định nghĩa Theo Phạm Văn Đồng [07] PPDH tích cực đòi hỏi người dạy phải đặt ra những câu hỏi, vấn đề có tính khêu gợi để kích thích sự suy nghĩ, tìm tòi của người học. Người học không những tranh luận, những vấn đề trong lớp mà họ còn tiếp tục tranh luận với chính bản thân họ ở mọi nơi, mọi lúc để từ đó nảy sinh ra ý tưởng, vấn đề mới xuất hiện. Muốn vậy, người thầy phải biết đặt câu hỏi và nắm bắt được đối tượng để đặt vấn đề. Do đó, PPDH tích cực hướng tới tích cực hoá hoạt động nhận thức của người học, nghĩa là tập trung phát huy tính tích cực của người học chứ không chỉ tập trung hoạt động tích cực của người dạy. Với PPDH tích cực, người dạy đóng vai trò chủ đạo – người học đóng vai trò chủ động chiếm lĩnh tri thức. Theo PGS. TS Phó Đức Hòa [06] “Phương pháp dạy học tích cực là một thuật ngữ rút gọn, được dùng ở nhiều nước để chỉ những phương pháp giáo dục, dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của người học”. Vậy, PPDH tích cực là thuật ngữ rút gọn, để chỉ các phương pháp nhằm đề cao vai trò tự giác, tích cực, độc lập nhận thức của người học dưới vai trò tổ chức, định hướng của người dạy. Ví dụ: PPDH tích cực như DH nêu vấn đề, đàm thoại gợi mở, PPDH khám phá, PPDH hợp tác… b. Các đặc trưng của PPDH tích cực [06]  Dạy và học thông qua tổ chức các hoạt động học tập cho người học Khác với dạy học một chiều, dạy học tích cực được HS tham gia hoạt động nhiều hơn. Học sinh sẽ là những người chủ xã hội trong tương lai. Sự năng động, nhạy bén với công việc sẽ là điều kiện cho sự sáng tạo. Vì vậy những phẩm chất này cần được rèn luyện ngay trong nhà trường. Cho nên các hoạt động học phải là hoạt động có tổ chức, có ý đồ về lí luận dạy học mà người GV đã thiết kế sẵn, tùy theo nội dung bài học. Các hoạt động HS có thể là: trao đổi nhóm, sắm vai, tự nghiên cứu SGK, hỏi đáp, chơi trò chơi… Hai vấn đề quan trọng quyết định sự thành công của việc tổ chức các hoạt động là: nghệ thuật thiết kế các nhiệm vụ dành cho hoạt động (có phù hợp với nội dung, có thú vị, có kích thích HS hay không) và việc chỉ đạo hoạt động của GV (có nhịp nhàng, tự nhiên và đảm bảo thời gian hay không).  Dạy và học chú trọng rèn luyện phương pháp tự học Khả năng tự học, tự nghiên cứu là một trong những mục tiêu đào tạo con người của nhà trường hiện đại. Sự thụ động trong học tập là đối nghịch với sự tự học, tự nghiên cứu. Có nhiều cách để rèn luyện PP tự học cho HS. PPDH bằng tự nghiên cứu SGK là cách làm thiết thực nhất để rèn luyện tự học. Nhiều tác giả đã nghiên cứu phương pháp này. Tuy nhiên để HS có thể dần dần tự đọc SGK được, các em phải được làm quen với cách nhận thức một vấn đề của các nhà khoa học. Chúng tôi đã trình bày định hướng 2 Marzano, đó là một cách tiếp cận với phương pháp nghiên cứu. Rèn luyện PP tự học là mục tiêu, nhiệm vụ và là cách thức, con đường của PPDH tích cực. Người học phải tự tìm kiếm, khám phá tri thức thông qua các kênh thông tin đa dạng hoá khác nhau. Rèn luyện phương pháp tự học còn tạo cho người học động cơ hứng thú học tập, rèn kỹ năng, thói quen ý chí tự học để từ đó khơi dậy nội lực vốn có trong mỗi người, chất lượng và hiệu quả học tập sẽ được nâng cao.  Tăng cường học tập cá thể, phối hợp với học tập hợp tác Trong một lớp học, trình độ nhận thức của HS là không đồng đều cũng như tư duy luôn có sự khác biệt, do vậy khi áp dụng PPDH tích cực phải tính đến sự phân hoá về cường độ, tiến độ hoàn thành nhiệm vụ học tập. Muốn vậy, cần phải tạo ra mối quan hệ tương tác giữa người học với nhau. Thông qua thảo luận, tranh luận trong tập thể, ý kiến của mỗi cá nhân được bộc lộ, từ đó người học tự nâng cao trình độ của bản thân lên mức cao hơn. Do đó, thông qua việc học của từng cá nhân trong tập thể, sự phối hợp học tập trong sự hợp tác cho thấy, bài học vận dụng được vốn hiểu biết và kinh nghiệm của mỗi người học, của cả lớp, các em có thể bù đắp ưu điểm cho nhau, bên cạnh nguồn tri thức của người dạy và các tài liệu học tập có liên quan.  Kết hợp đánh giá của người dạy với tự đánh giá của người học Kiểm tra đánh giá là một khâu không thể thiếu của QTDH. Nó giúp cho người dạy điều chỉnh quá trình dạy, còn người học tự điều chỉnh quá trình học của bản thân; từ đó mở ra một chu trình DH tiếp theo. Theo lý thuyết của PPDH tích cực, người dạy tổ chức hướng dẫn cho người học phát triển các kỹ năng tự đánh giá; điều chỉnh hoạt động học. Ở đây, người dạy cần tạo điều kiện thuận lợi để người học được tham gia tương tác, đánh giá lẫn nhau. Tự đánh giá đúng bản thân để từ đó điều chỉnh hành vi, hoạt động của mình là yếu tố cần thiết trong cuộc sống. Phẩm chất này của mỗi người sẽ dần được hình thành thông qua việc dạy và học tích cực trong nhà trường. 1.6.2. Vấn đề câu hỏi trong các PPDH tích cực a. Ý nghĩa của câu hỏi trong dạy học Câu hỏi luôn xuất hiện trong các bài giảng của GV, nó là phương tiện để khai thác thông tin hai chiều giữa người dạy và người học. Trong phạm vi này, chúng tôi muốn nói đến câu hỏi của GV vì nó đóng vai trò rất quan trọng trong các PPDH tích cực. Câu hỏi tốt sẽ làm cho HS không những hiểu nội dung vấn đề đang học mà còn làm cho các em tăng sự tự tin, “buộc” phải tư duy, có khả năng giải quyết tốt vấn đề và diễn đạt mang tính sáng tạo, logic. Có thể lấy một ví dụ về tác dụng của câu hỏi. Trong cuốn “Tư duy như Einstein” của Scott Thorpe có nói đến cách đặt câu hỏi của Einstein trước một vấn đề tự nhiên để giải thích tại sao nhà bác học thiên tài này hay có những phát minh đột phá. Trước hiện tượng giải phóng năng lượng trong phản ứng hạt nhân, rất nhiều người đi vào nghiên cứu với câu hỏi “Tại sao tự nhiên có thể vận động theo cách đó, khi ta biết nó không thể?”. Einstein thì lại đặt câu hỏi “Tự nhiên sẽ như thế nào nếu nó vận động theo cách chúng ta quan sát thấy?”. Câu hỏi đầu hướng chúng ta vào tìm hiểu nguyên nhân của vấn đề (cái chúng ta cho là không thể), câu hỏi sau hướng chúng ta vào việc tìm ra cái mới (tự nhiên sẽ vận động như thế nào) dựa trên cái đã biết (kết quả quan sát hiện tượng). Và thế là Einstein đã phát hiện ra công thức nổi tiếng E = mc2 để giải thích tự nhiên vận động như thế nào. b. Một kiểu phân loại câu hỏi trong dạy học Trong bài viết của mình [11], PGS. TS Lê Phước Lộc cho rằng, có rất nhiều kiểu phân loại câu hỏi để người GV sử dụng, tùy theo mục đích dạy học của mình. Vấn đề là ở chỗ: cơ sở nào để phân loại câu hỏi và chiến lược sử dụng chúng như thế nào trong dạy học. Theo đó, tác giả đã có cách phân loại câu hỏi và chiến lược sử dụng các loại câu hỏi riêng của mình trong DH. * Cơ sở để phân loại câu hỏi Dựa vào kiến thức trả lời và mức độ tư duy: - Kiến thức mà HS phải trả lời: mức độ khó dễ và dung lượng nhiều ít. - Mức độ truy xuất các hoạt động tư duy của HS để trả lời câu hỏi. Theo kiểu phân loại này, có 4 loại câu hỏi. * Bốn loại câu hỏi - Câu hỏi loại “phát biểu” (loại 1) o Kiến thức: có sẵn, ngắn (một định nghĩa, một khái niệm, một qui luật đã học) o Mức độ tư duy: không sáng tạo, chỉ cần tái hiện, lặp lại hoặc bắt chước. o Mẫu câu hỏi: Hãy nhắc lại (phát biểu)…; Hãy cho biết kết quả đo từ thí nghiệm… Ví dụ: Hãy phát biểu định luật bảo toàn động lượng. - Câu hỏi loại “trình bày” (loại 2) o Kiến thức: đơn giản (trình bày hoặc mô tả một vấn đề, một sự kiện mới được xem, được nghe,...) o Mức độ tư duy: phát biểu không theo khuôn mẫu có sẵn, có lựa chọn và sử dụng ngôn ngữ của bản thân. o Mẫu câu hỏi: Hãy mô tả…!; Hãy trình bày…!; Hãy chứng minh…! Ví dụ: Chứng minh rằng động lượng của một hệ cô lập là không đổi? Ở câu hỏi này HS chỉ trình bày lại theo cách hiểu của mình vì phần này có trong SGK. - Câu hỏi loại “giải thích” (loại 3) o Kiến thức: vận dụng điều đã học, có chọn lọc, để giải thích một hiện tượng vật lí có liên quan. o Mức độ tư duy: truy xuất các hoạt động tư duy, tự cấu trúc câu trả lời. Tuy nhiên, để tạo điều kiện cho HS suy nghĩ, tìm cách trả lời, trong câu hỏi phải ngầm chứa một sự gợi ý. Có hai cách đặt câu hỏi [11]: o Cách đặt câu hỏi có dùng từ hỏi trực tiếp: Từ hỏi + nội dung hỏi + gợi ý. Ví dụ: Tại sao khi ta nhảy từ thuyền lên bờ thì thuyền giật lùi lại? o Cách đặt câu hỏi dùng từ mệnh lệnh: Mệnh lệnh + nội dung cần trả lời + gợi ý! Ví dụ: Hãy lí giải, trong hệ tọa độ (p,V) đường đẳng nhiệt ở trên ứng với nhiệt độ cao hơn đường đẳng nhiệt ở dưới! - Câu hỏi loại “luận chứng” (loại 4) o Kiến thức: vận dụng kiến thức đã học để tìm một hoặc nhiều phương án giải quyết hợp lý một vấn đề trong thực tế. o Mức độ tư duy: truy xuất các hoạt động tư duy, tự tìm các phương án trả lời, tự cấu trúc câu trả lời, có sáng tạo. Câu hỏi loại này đòi hỏi HS có năng lực tư duy cao. Tính sáng tạo ở đây là: tự tìm các phương án trả lời, phương án tối ưu, tự biện luận lời giải (nếu cần). - Câu hỏi có một phương án tối ưu Ví dụ: Một con lắc đơn có chiều dài l=1m. Người ta kéo cho dây làm một góc 030  với đường thẳng đứng rồi thả nhẹ. Tính vận tốc của con lắc khi qua vị trí cân bằng. (Ở bài toán này, ta nhận thấy để tính vận tốc, ta chỉ có một phương án đó là, áp dụng định luật bảo toàn cơ năng để giải). - Câu hỏi có nhiều phương án giải quyết Ví dụ: Cũng với bài toán con lắc trên nhưng nếu bài cho với góc 010  thì ngoài cách giải ở trên ta có thể dùng lí thuyết về dao động điều hòa để giải ( ax 0mv s ). * Một số chiến lược sử dụng câu hỏi trong dạy học Trong mục này chúng tôi đưa ra một số kiểu sử dụng câu hỏi trong dạy học mà chúng tôi gọi là chiến lược sử dụng câu hỏi. - Sử dụng câu hỏi phù hợp đối tượng HS: Rõ ràng, một học sinh kém không thể trả lời câu hỏi loại “giải thích” và “luận chứng” (loại 3 và loại 4), trong khi, ở các PPDH tích cực, người GV cần sự đối thoại với mọi HS nhằm kích thích, đặc biệt là đối với HS có học lực yếu, nhút nhát để tạo động lực trong học tập cho các em này. Câu hỏi loại “phát biểu” và “trình bày” (loại 1 và 2) rất cần trong đối thoại hoặc trong kiểm tra đầu giờ đối với những loại HS này. Câu hỏi loại 3 và 4 nên dành cho HS khá giỏi trong đối thoại, kiểm tra đầu giờ hoặc sử dụng trong kiểm tra viết. Ví dụ: Hỏi về định luật I Niutơn nhưng có nhiều cách đặt câu hỏi: o Hãy phát biểu định luật I Niutơn. o Hãy mô tả một thí nghiệm để từ đó rút ra định luật I Niutơn. o Tại sao ngồi trên xe chuyển động thẳng đều, khi xe thắng gấp thì tất cả mọi người, đồ đạc trong xe đều “chuyển động” về phía trước? o Hãy tìm những ứng dụng trong kỹ thuật có liên quan đến định luật I Niutơn và giải thích chúng. - Sử dụng câu hỏi chứa đựng hệ thống đánh giá Bloom: Trong các bài kiểm tra viết bình thường (15 phút – 1 tiết), yêu cầu đánh giá HS ở 3 bậc đầu tiên (biết, hiểu và vận dụng) phù hợp với các loại câu hỏi loại 1, 2 và 3. Ví dụ: Có thể dùng 3 câu hỏi riêng biệt ở trên để đánh giá và phân loại HS. HS trung bình, yếu làm được câu hỏi loại 1 và 2, HS khá giỏi làm được câu hỏi loại 3. Câu hỏi loại 3 đòi hỏi HS phải liên hệ các kiến thức đã học vào giải quyết một vấn đề cụ thể. Từ chiến lược sử dụng câu hỏi trong dạy học, chúng tôi nhận thấy câu hỏi loại 3 (câu hỏi loại “giải thích”) có thể đánh giá được sự phát triển tư duy của HS. Cho nên, trong PP DHKP người ta chọn câu hỏi loại 3 để cấu trúc NVKP. Tất nhiên NVKP còn có đặc điểm riêng của nó (xem mục 1.7). 1.7. Phương pháp dạy học khám phá (PPDHKP) [08],[09],[10],[13] 1.7.1. Giới thiệu chung Khái niệm khám phá (chỉ nói riêng trong các lĩnh vực khoa học) được dùng để chỉ sự phát hiện ra cái mới. Đối với các nhà khoa học thì những khám phá của họ thật sự mới mẻ, đem lại lợi ích cho toàn xã hội. Bắt đầu từ nửa cuối thế kỉ XX, từ “khám phá” được đưa vào nhà trường. Việc dạy truyền thống dần được thay thế bằng dạy học tích cực mà trong đó, các hoạt động học tìm kiếm kiến thức mới bằng giải quyết xong một nhiệm vụ học tập từ cá nhân HS do trí thông minh hoặc do nghiên cứu các tài liệu, từ thảo luận nhóm... những hoạt động đó của HS được gọi là khám phá. Cũng dễ hiểu là các thành quả khám phá của HS trong giờ học chỉ là cái mới đổi với bản thân họ mà thôi. Nhiệm vụ trao cho HS để khám phá (đôi khi còn gọi là các tình huống) có thể có qui mô lớn nhỏ khác nhau, mức độ khó dễ cũng khác nhau do GV quyết định. Chính vì thế nên đối với một số nhà giáo dục, quan niệm về dạy học khám phá cũng khác nhau. Một số khác quan niệm rằng “dạy học khám phá” là một khái niệm chung, đó là các PPDH ẩn chứa bên trong những sự khám phá của người học. Vậy thì các PPDH: phương pháp dạy học giải quyết vấn đề, PPDH tình huống, dạy học theo phương pháp nghiên cứu… đều thuộc nhóm dạy học khám phá. Nếu vậy thì PPDHKP mà PGS. TS Lê Phước Lộc đưa ra cũng thuộc nhóm này. Tuy nhiên ở mức độ nào đó, PPDH mang tên khám phá này có một sắc thái riêng bởi sự qui định rõ về mức độ khó và do đó thời gian giải quyết tình huống được đưa ra trong giờ học (gọi là các nhiệm vụ khám phá). Chúng tôi sẽ giới thiệu kĩ hơn PPDHKP ở các phần sau để sử dụng trong luận văn này. Có thể hiểu PPDHKP là PPDH mà trong đó người GV chế tác các nhiệm vụ học tập (nhiệm vụ khám phá) mang tính tình huống, được bố trí xen kẽ, phù hợp với nội dung bài học để HS tự giải quyết nhanh trong một thời gian ngắn (khoảng 2 - 3 phút). Lời giải của các nhiệm vụ khám phá có thể coi như những mắc xích nối các phần nội dung của bài học. 1.7.2. Cấu trúc của phương pháp DHKP [08],[09],[13] Sơ đồ mà PGS. TS Lê Phước Lộc đã đưa ra để giải thích cấu trúc của PPDHKP được biểu diễn dưới đây (Hình 1.4). Giờ học được tiến triển bình thường như ý đồ tổ chức của GV: GV nghiên cứu nội dung bài học để giảng dạy, đưa kiến thức, kĩ năng đến cho HS (theo cách thức đã lựa chọn: diễn giảng, thí nghiệm…). Có điều đặc biệt ở đây là GV chuẩn bị sẵn ba tình huống (hoặc ít hơn) để HS giải quyết. Các tình huống sẽ được bố trí tại giai đoạn nào của bài giảng là tùy thuộc GV lựa chọn. Kết quả giải GV HS N. dung b.học Hình 1.4. Cấu trúc DHKP Các nhiệm vụ KP quyết các tình huống là cơ sở để bài học tiếp tục. Tuy chỉ đơn giản như vậy song việc tổ chức dạy học như vậy đã thay đổi bản chất của PPDH bởi các nhiệm vụ khám phá được qui định chặt chẽ cả về hình thức, nội dung và cách GV quản lí khám phá của HS. Tên “Phương pháp dạy học khám phá” xuất phát từ đó và “nhiệm vụ khám phá” là đặc trưng của PPDH này. 1.7.3. Nhiệm vụ khám phá – đặc trưng của PPDH khám phá a. Định nghĩa Nhiệm vụ khám phá (NVKP) là một tình huống do GV đặt ra dưới dạng một câu hỏi hay một yêu cầu cho HS (cá nhân hoặc nhóm) có khả năng giải quyết nhanh bằng sự nỗ lực cao tại một thời điểm nào đó trong giờ học mà lời giải đúng sẽ kết nối với nội dung tiếp theo của bài giảng. b. Mục đích của NVKP Các NVKP, với những yêu cầu riêng, ngoài việc để HS học được kiến thức mới, mở rộng và tinh lọc kiến thức mà chủ yếu nhằm vào ý đồ tập cho HS nhanh, nhạy tiếp nhận và giải quyết các tình huống học tập. c. Những yêu cầu của NVKP NVKP là một câu hỏi hay một yêu cầu (gọi chung là một câu hỏi) song nó không phải là một câu hỏi thông thường như GV vẫn thực hiện xen kẽ cho bài giảng đỡ nhàm chán mà là một câu hỏi loại 3 (xem mục 1.6.2), một tình huống được GV chuẩn bị trước trong giáo án từ nội dung đến câu chữ, với độ khó sao cho với sự tích cực tư duy trong thời gian ngắn (2 - 3 phút), đa số HS có thể giải quyết được. Ví dụ: a/ Giáo viên có thể mô tả và làm thí nghiệm với chiếc bơm xe đạp. NVKP: Để biểu diễn thí nghiệm định luật này một cách gần đúng, khi làm thí nghiệm, thầy phải ép từ từ pittông của bơm. Tại sao lại phải làm như vậy? (Để nhiệt độ gần như không đổi) - Bài “Định luật Bôilơ – Mariốt”. b/ NVKP: Các nhà Vật lí đã làm thí nghiệm và phát hiện ra mối quan hệ p,V của một khối khí khi nhiệt độ không đổi là theo đường hyperbol. Trong trường hợp này, em nhận thấy đặc điểm nào của đường hyperbol thể hiện đúng ý nghĩa Vật lí? Hãy giải thích. (Tiệm cận) - Bài “Định luật Bôilơ – Mariốt” c/ NVKP: Đồ thị vẽ các đường đẳng tích là những đường thẳng tuyến tính. Về nguyên lí toán học, các đường này có thể kéo dài ra vô tận về hai phía. Đối với định luật về các chất khí, điều này có cho phép không? Tại sao? - Bài “Quá trình đẳng tích – Định luật Saclơ”. Chúng ta sẽ có dịp nhắc lại các ví dụ này phía sau. - Về nội dung của NVKP: NVKP phải là một tình huống xuất hiện trên con đường tiến triển của bài học, là một bộ phận cấu thành của bài học. Nó nhằm bổ sung hoặc làm rõ thêm cho nội dung mà trong khuôn khổ SGK, tác giả không thể trình bày hết (vận dụng vào thực tế, giải thích hiện tượng, giải thích hình vẽ, phán đoán kết quả một thí nghiệm, giải thích đồ thị - như 3 ví dụ trên). Điều này cần ở sự nghiên cứu thật kĩ SGK mới có thể khai thác được. Cũng có thể khai thác NVKP ở khía cạnh PPDH: Cho HS khám phá điều mà SGK sẽ trình bày (HS gập SGK lại để phán đoán). Nhiều NVKP mà lời giải chỉ là một ý tưởng (ý tưởng cho một thí nghiệm đơn giản, ý tưởng cho hướng giải một bài toán, ý tưởng vận dụng kiến thức…). - Về hình thức của NVKP: Như trên đã nói, NVKP được cấu trúc dưới dạng một câu hỏi hoặc một mệnh lệnh. Các yêu cầu đó có thể kèm theo một bức tranh, một đoạn phim, một câu chuyện thực tế… Tuy nhiên các NVKP thỏa mãn một yêu cầu quan trọng: sau một thời gian ngắn, đa số HS (hoặc ít nhất là một số HS) có thể giải quyết được. Rất khó nói về độ khó của một NVKP, điều này phải dựa vào kinh nghiệm và cảm nhận của GV đối với đối tượng mình dạy song chú ý hai vấn đề: 1. NVKP không thể là một câu đố (để HS rơi vào tình huống bế tắc); 2. Trong NVKP phải chứa đựng những gợi ý “ngầm” để làm dễ hóa cho HS. Chính vì vậy nên NVKP phải được chuẩn bị trước, không viết dài nhưng đủ gợi ý, vấn đề đưa ra có đầu có đuôi, câu từ rõ ràng, không cần bóng bẩy, ví von khó hiểu. Tránh viết quá ngắn “tại sao thế này, tại sao thế kia”. Có thể lấy lại 3 ví dụ trên:  Ở ví dụ a: Câu đầu chỉ thuần túy nhắc lại thí nghiệm, trong đó gợi ý bằng từ “gần đúng” và “ép từ từ”. Nếu chỉ viết “Tại sao trong thí nghiệm… phải ép pittông từ từ?” thì đó chưa phải là một NVKP mà chỉ thuần túy là một câu hỏi loại 3.  Ở ví dụ b: Câu đầu dùng để mở đầu nhiệm vụ, câu sau là yêu cầu. Trong yêu cầu đó có chứa gợi ý “đặc điểm” và “ý nghĩa Vật lí”.  Ở ví dụ c: Hai câu đầu là giới thiệu về toán học. Câu sau là tình huống mà sự gợi ý là (ẩn) “không đúng cho các định luật chất khí” Nhìn về hình thức, các NVKP có vẻ viết hơi dài song nó cần phải như vậy để tình huống được rõ ràng, không đột ngột, để HS tiếp cận ngay được và giải quyết nó trong thời gian ngắn, đó chính là sự khác nhau giữa một NVKP và một câu hỏi thông thường. - NVKP cần được định hướng rõ ràng cho ý đồ phát triển tư duy. Có nhiệm vụ nhằm mở rộng kiến thức để HS tập thao tác các hoạt động như phân tích, trừu tượng hóa, so sánh… có nhiệm vụ nhằm rèn luyện đọc hiểu nhanh (đọc SGK), có nhiệm vụ đòi hỏi tư duy thí nghiệm (ví dụ a ở trên), đọc đồ thị (ví dụ c ở trên) hoặc tư duy ngôn ngữ (ví dụ b ở trên). Các kiểu nhiệm vụ này phải được thay đổi để mang tính phát triển đồng đều song cái chính là không nhàm chán. - NVKP phải hấp dẫn về nội dung và phong phú về cách giao nhiệm vụ. Khác với dạy học giải quyết tình huống hoặc dạy học nêu vấn đề, trong đó phải dành thời gian để dẫn dắt HS hoặc giải thích để HS hiểu sự việc và tình huống và chấp nhận tình huống (rơi vào THCVĐ), ở PPDH này, các NVKP được giao thẳng cho HS để giải quyết (khẩn trương) vì thế cần chọn tình huống hấp dẫn và luôn thay đổi cách trao nhiệm vụ. Tình huống có hấp dẫn thì HS mới nhanh chóng bị lôi kéo vào nhiệm vụ và hoạt động tích cực. Có những cách trao nhiệm vụ cho HS như: đơn giản nhất là nói, có thể in sẵn giấy phát cho HS, có thể vẽ hình sẵn cho HS khám phá, chiếu một đoạn phim rồi đưa ra yêu cầu làm việc, có thể có một câu đố mở… Ví dụ, trao cho HS hình trang nháp của Leona de Vinci (hình 1.5) và đưa ra một NVKP: “Hãy tìm xem Leona de Vinci đã suy nghĩ đến những nguyên lí Vật lí nào trên trang nháp này của ông”. 1.7.4. Qui trình thiết kế một NVKP a. Qui trình Các NVKP có yêu cầu riêng như trên, vì vậy cần có một qui trình thiết kế rõ ràng. Tuy nhiên không có qui trình nào mà cứ theo đó, người ta đưa ra ngay được một NVKP hợp lí và hấp dẫn mà cần có sự linh hoạt, kinh nghiệm và sáng tạo của GV. Qui trình chỉ hỗ trợ cho GV, nhất là những GV ít kinh nghiệm có thể hoàn thiện một NVKP. Điều kiện cần thiết trước tiên là: khi nghiên cứu bài dạy, luôn thường trực một câu hỏi: “Chỗ này có thể cho HS làm gì?” Theo PGS. TS Lê Phước Lộc [13] qui trình thiết kế một NVKP được tiến hành như sau: 1. Tìm vị trí thích hợp trong bài để ra NVKP. Có thể có những khả năng như: - Giải thích một sự việc, hiện tượng để mở đầu bài giảng - Đề xuất ý tưởng cho một TN đơn giản - Giải thích một hình vẽ trong SGK mà nội dung là đọc hiểu đoạn kiến thức có liên quan - Mối quan hệ giữa Vật lí và môn học khác (Toán, Sinh vật, Hóa học…) Hình 1.5. Một trang nháp của Leona de Vinci - Vận dụng kiến thức mới học giải thích hiện tượng hoặc tìm kiếm ứng dụng trong thực tế đã có rồi giải thích - Củng cố kiến thức bằng một khám phá tổng hợp kiến thức cũ và mới 2. Lựa chọn kiến thức, kĩ năng phù hợp (vừa sức ở mức độ cao) - Cần tự hỏi: để khám phá vấn đề này, HS cần những kiến thức nào, kinh nghiệm nào, có phức tạp đến mức HS không kịp có lời giải hay không. - Các hoạt động tư duy có đòi hỏi quá cao hay không? (khả năng liên tưởng, phân tích nhanh, khả năng suy luận… của HS). Muốn vậy, khi tìm thấy vấn đề cho HS khám phá thì phải nghĩ ngay tới đáp án của nó xem có vừa sức HS hay không. Tức là HS có thể tìm ra lời giải sau vài phút trao đổi hoặc suy nghĩ tích cực. 3. Cấu trúc “thô” NVKP Gọi là cấu trúc “thô” bởi vì người thiết kế mới chỉ nghĩ đến một câu hỏi hoặc yêu cầu thuần túy là một tình huống và trả lời thử để ước lượng thời gian cho HS (theo kinh nghiệm của GV). Chuẩn bị câu gợi ý trong trường hợp HS quá khó khăn. 4. Kiểm tra NVKP về mặt ngôn ngữ, đặt câu, thêm từ gợi ý, hoàn chỉnh NVKP b. Ví dụ  Ví dụ 1: Thiết kế NVKP, mở đầu cho bài “Momen lực” 1. Chọn vị trí ra NVKP: Mở đầu bài giảng, cần để HS khám phá trước bằng kinh nghiệm cá nhân khái niệm “tay đòn của lực” với thí nghiệm rất đơn giản, không cần chuẩn bị. 2. Để giải quyết nhiệm vụ này, HS chỉ cần nhớ lại kinh nghiệm trong cuộc sống (mở, đóng cửa nhẹ nhàng). 3. Cấu trúc “thô” nhiệm vụ này: Mở đóng cánh cửa như thế nào để đỡ tốn lực? Trường hợp này dễ, có thể HS suy nghĩ ra rất nhanh, cần phải phức tạp hóa một chút: “Tác dụng làm quay của lực phụ thuộc vào gì?” nhưng cấu trúc lại thành một câu đố vui: Cho hình vẽ (Hình 1.6), giải thích sơ bộ về không gian: Bố con cùng đẩy cửa, ai thắng ai? Cần những câu hỏi phụ để dẫn dắt HS vào nhiệm vụ. Hình 1.6. Thi tài đẩy cửa 4. Hoàn chỉnh NVKP: Hai câu hỏi dẫn dắt, câu thứ 3 là NVKP a. Các nhóm hãy trao đổi dựa vào hình vẽ: Hai cha con cùng đẩy cánh cửa như hình vẽ. Hãy phán đoán xem cánh cửa sẽ quay về phía nào (phía cha hay con)? b. Nếu cha muốn “thắng” con thì ông ta phải làm thế nào (đẩy vào đâu, đẩy theo hướng nào)? c. (NVKP) Vậy là lực và tác dụng làm quay của nó là khác nhau. Hãy tìm xem tác dụng làm quay của lực phụ thuộc vào những yếu tố nào? (Để không mất thời gian vẽ hình, đọc, ghi chép nhiệm vụ, nên in sẵn ra giấy hình vẽ và 3 câu hỏi trên, phát cho các bàn HS thảo luận).  Ví dụ 2: Thiết kế NVKP trong giai đoạn giảng kiến thức mới. 1. Trong bài “Định luật Bôilơ – Mariốt” có thể chọn một NVKP để HS sử dụng kiến thức Toán học mở rộng thêm sâu sắc nội dung “đường đẳng nhiệt”. 2. HS phải nhớ lại tính chất tiệm cận của đường hyperbol là không khó. Tuy nhiên các em phải vận dụng vào nội dung Vật lí, khám phá ra rằng một khối khí không thể có thể tích bằng 0 hoặc không thể nén sao cho áp suất của nó lên tới vô cùng. Sự tiệm cận về hai phía của đường đẳng nhiệt phù hợp với vấn đề này. Đó cũng là ý tưởng cho NVKP để HS thấy được cái đẹp trong khoa học thể hiện qua mối liên hệ giữa Toán học và Vật lí. 3. Cấu trúc thô NVKP: “Đường hyperbol có ý nghĩa gì đối với khối khí giãn nở đẳng nhiệt?” Sự liên hệ này không đơn giản cho sự suy nghĩ nhanh của HS. Có thể gợi ý tính chất tiệm cận của đường hyperbol. 4. Hoàn chỉnh NVKP: Để mềm hóa câu hỏi và NVKP có mở đầu, có kết thúc, cần cấu trúc lại như sau:“Các nhà Vật lí đã làm thí nghiệm và phát hiện ra mối quan hệ p,V của một khối khí khi nhiệt độ không đổi là theo đường hyperbol. Trong trường hợp này, em nhận thấy đặc điểm nào của đường hyperbol thể hiện đúng ý nghĩa Vật lí? Hãy giải thích”.  Ví dụ 3: Thiết kế NVKP dùng để củng cố kiến thức, bài “Nguyên lí I nhiệt động lực học” 1. Đôi khi vài phút củng cố cũng có thể thực hiện một NVKP có ý nghĩa nhiều hơn là những sự nhắc lại bài học một cách hình thức nhàm chán. 2. Cần cho HS củng cố bài học mang tính khái quát cao. Tuy nhiên, HS chỉ cần nhớ nội dung Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng. Thao tác tư duy phân tích và tổng hợp sẽ là chủ đích của nhiệm vụ này. 3. Cấu trúc thô: Hãy giải thích sự bảo toàn năng lượng trong các hiện tượng nhiệt nghiên cứu trong bài này. Có thể gợi ý bằng việc phát biểu lại Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng. 4. Hoàn chỉnh NVKP: “Tại sao có thể nói rằng: Nguyên lí thứ nhất nhiệt động lực học là sự vận dụng Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng vào các hiện tượng nhiệt?” 1.7.5. Tổ chức dạy học khám phá Việc tổ chức DHKP chủ yếu là việc tổ chức thực hiện các NVKP. Vấn đề này liên quan từ việc thiết kế NVKP đến việc trao nhiệm vụ và quản lí thời gian thực hiện nhiệm vụ. - Các NVKP phải được chuẩn bị trước trong giáo án. Có như vậy mới không tùy tiện cho khám phá bằng những câu hỏi thông thường, không đạt các yêu cầu để HS khám phá (lựa chọn nhiệm vụ có ý nghĩa, hấp dẫn, vấn đề về câu chữ, sự gợi ý…). Chuẩn bị trước NVKP còn có một lợi thế là chuẩn bị trước hình thức trao nhiệm vụ cho HS. Việc trao nhiệm vụ như thế nào, bằng cách nào để tránh đơn điệu cũng góp phần làm hưng phấn cho HS khi nhận nhiệm vụ (rơi vào tình huống có vấn đề). - Cần quản lí chặt chẽ thời gian để HS khám phá. Kinh nghiệm cho thấy, nếu trao NVKP mà có nhiều HS xin phát biểu ngay tức là nhiệm vụ này quá dễ, rút kinh nghiệm sửa lại cho lần dạy sau. NVKP hay nghĩa là sau khi nhận nó, cả lớp râm ran bàn tán, tranh luận. Nếu NVKP làm cả lớp im lặng, ánh mắt các em tỏ ra chưa nhận thức được, chưa hiểu, cần gợi ý thêm. Trường hợp này cũng rút kinh nghiệm, có thể nhiệm vụ quá khó hoặc có chỗ nào đó HS chưa hiểu. Như đã nói, mỗi NVKP HS chỉ có 2 – 3 phút để làm việc (GV qui định) nên cần khẩn trương khi giao nhiệm vụ, không nói nhiều. Trường hợp hết giờ mà HS không giải quyết được, GV đưa ra đáp án ngay, không chần chừ chờ đợi để không mất thời gian bài học. - Trao đổi nhóm là cách tổ chức DHKP có hiệu quả. Khi HS đã quen với học trao đổi nhóm thì việc giải quyết các NVKP sẽ nhanh chóng. Tuy nhiên cũng có những NVKP để cho HS nỗ lực cá nhân tìm kiếm. Theo quan điểm của lí luận dạy học, tổ chức lớp học sao cho người học được thoải mái và có điều kiện thể hiện mình trong hoạt động học. Chính vì thế, DHKP đã tạo điều kiện cho HS thể hiện hết tính cách của mình trong học tập nên lớp học không có một sơ đồ nhất định. Có thể bố trí chỗ ngồi theo cụm 3, 4 HS hoặc có thể nhiều hơn tạo thành nhóm thảo luận - kiểu nhóm di động mỗi khi có vấn đề học tập mà GV trao cho lớp. Tuy nhiên, kiểu tổ chức này chỉ áp dụng cho lớp ít HS. Nếu lớp đông HS thì có thể thảo luận theo kiểu nhóm cố định (2 - 3 HS ngồi gần nhau). 1.7.6. Những ưu điểm và hạn chế của phương pháp DHKP a. Ưu điểm Từ cơ sở lí luận của DHKP trên, chúng ta có thể thấy được những ưu điểm cơ bản của phương pháp DHKP so với các PPDH khác như sau [08]: - Các NVKP có tác dụng tích cực trong việc kích thích sự học tập cũng như các hoạt động tư duy của HS. - Nếu tăng cường nội dung vận dụng thực tế, mở rộng kiến thức trong các NVKP thì đây là một ưu điểm nổi bật mà các PPDH tích cực đang tận dụng (xem định hướng 3 của Marzano). - Các NVKP và việc trao đổi nhóm sẽ thay đổi không khí học tập trong lớp sinh động hơn, thân thiện hơn. - Với việc giải quyết nhiệm vụ học tập theo nhóm, HS sẽ quen dần với tính làm việc tập thể cũng như sự giúp đỡ lẫn nhau trong học tập, đặc biệt là các em có thể bổ sung các lỗ hổng kiến thức cho nhau khi cùng nhau giải quyết NVKP. - Theo định nghĩa quá trình DH, DHKP thể hiện rõ nét mối liên hệ nghịch trong và ngoài để HS tự điều chỉnh hoạt động học, GV tự điều chỉnh hoạt động dạy của mình. Về mặt lí luận, DHKP còn thể hiện những điểm mạnh sau [15]: - DHKP hướng vào hoạt động của người học và coi việc học là công việc của bản thân hơn là công việc của GV, từ đó mà nhu cầu học tập được tăng lên. - Các vấn đề nhỏ vừa sức HS được tổ chức thường xuyên trong quá trình học tập là phương thức để HS phát triển tính năng động trong tư duy, nhanh nhạy tiếp cận và giải quyết tình huống. - Giải quyết thành công các nhiệm vụ học tập là động cơ kích thích trực tiếp lòng đam mê học tập của HS. Từ đó phát huy được tính tích cực, sáng tạo của HS trong quá trình học tập. b. Hạn chế - DHKP phụ thuộc rất nhiều vào kinh nghiệm và năng lực của GV và HS. Nếu GV không có những NVKP tốt, không nắm vững năng lực của HS thì DHKP sẽ kém hiệu quả. - HS nói chung chưa quen với cách khám phá nhanh, chưa quen trình bày ngắn gọn nên GV thường mất thời gian động viên, chờ đợi làm giờ học có thể không đi đúng tiến độ. Để khắc phục những mặt hạn chế, GV cần kiên trì tự luyện tập ra NVKP, kiên trì thực hiện với HS. Có lẽ những giờ đầu thực hiện giờ học theo PPDH này chỉ cần có một NVKP. TÓM TẮT CHƯƠNG 1 Trong học tập, tư duy rất cần thiết đối với HS, bởi vì không có tư duy HS không thể tiếp thu được bài học và cũng không thể giải quyết được các vấn đề mà GV đặt ra. Muốn vậy, GV cần phải có biện pháp cụ thể để phát triển tư duy HS. Bởi vì, tư duy chỉ xuất hiện khi HS gặp THCVĐ. Do đó, GV cần phải tạo ra các tình huống trong học tập để HS hoạt động, trao đổi… trong các giai đoạn của bài giảng, tức là tổ chức cho HS hoạt động học tập tích cực. PP DHKP là một trong những PPDH tích cực hiện nay có thể phát triển được tư duy HS. Mục đích chính của PPDH này là rèn luyện cho HS quen với tác phong nhanh, nhạy trong tiếp cận tình huống cũng như giải quyết tình huống. Và đặc trưng của PP này là việc đưa ra các NVKP. Phương pháp này sẽ được sử dụng trong đợt TNSP của đề tài nhằm khẳng định lại tính hiệu quả của nó. Chương 2: VẬN DỤNG LÍ LUẬN CHUẨN BỊ MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHO THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” (VL 10 CƠ BẢN) 2.1. Giới thiệu chung về chương “Chất khí” 2.1.1. Mục tiêu của chương  Về kiến thức Thông qua việc xây dựng các định luật chất khí bằng khí lí tưởng (KLT), HS hiểu và sử dụng được các mối quan hệ giữa các đại lượng p,V,T cho các khí thực. Các kiến thức cơ bản trong chương: - Cấu tạo chất khí, phân biệt được KLT và khí thực, ý nghĩa của việc sử dụng KLT trong việc nghiên cứu chất khí. - Nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử (ĐHPT) chất khí và vận dụng. - Các định luật cơ bản về chất khí. - Phân biệt ý nghĩa của nhiệt độ tuyệt đối so với các nhiệt giai khác. - Vẽ, giải thích được các đồ thị của các định luật chất khí và giới hạn đúng của các đồ thị này.  Về tư duy Học sinh được làm quen với phương pháp suy nghĩ và làm việc của các nhà khoa học thông qua một số vấn đề: - Nghiên cứu ba đại lượng phụ thuộc nhau bằng việc cô lập một đại lượng (cho là hằng số). - Việc sử dụng khí lí tưởng làm đối tượng nghiên cứu để diễn dịch ngắn gọn ra khí thực (gần đúng). - Sử dụng con đường tư duy khoa học. - Việc sử dụng các đồ thị để biểu diễn mối quan hệ giữa các đại lượng. - Liên tưởng nhiều giữa lý thuyết và thực tế.  Về kỹ năng - Giải thích các định luật chất khí bằng thuyết động học phân tử chất khí, vận dụng cho khí thực. - Sử dụng được các đồ thị trong trường hợp lý thuyết và thực tế. - Vận dụng các định luật chất khí, phương trình trạng thái vào giải các bài tập đồng thời giải thích các hiện tượng thông thường về chất khí trong đời sống và kỹ thuật. - Thực hiện được các thí nghiệm đơn giản để minh họa các định luật.  Về thái độ - Có thái độ tự giác, tích cực thực hiện các nhiệm vụ khám phá. - Có tinh thần hợp tác, hỗ trợ lẫn nhau trong thảo luận nhóm cũng như làm việc nhóm ở nhà. 2.1.2. Tổng quan Chương “Chất khí” cả hai SGK ban cơ bản và ban nâng cao đều trình bày: cấu tạo chất, thuyết ĐHPT chất khí, ba định luật chất khí, phương trình trạng thái là những vấn đề cơ bản nhất về chất khí. Tuy nhiên, cách xây dựng của hai ban có sự khác nhau để có chiều sâu về kiến thức khác nhau. Sách cơ bản viết theo hướng giảm tải, không đi sâu, chịu chấp nhận một số khái niệm, lấy phương pháp suy nghĩ khoa học là chính. Cụ thể: So với SGK cũ, sách cơ bản không giới thiệu các phần: kích thước và khối lượng phân tử, lượng chất và mol – Số Avôgađrô để đảm bảo tính “cơ bản” và “nhẹ nhàng” cho đối tượng HS phù hợp. Để rút ngắn thời gian, các tác giả xây dựng trực tiếp các định luật trên khái niệm “nhiệt độ tuyệt đối” và công nhận khái niệm này để thay phương trình p= p0(1+γt) bằng pT = hằng số, đơn giản hơn. Tuy nhiên con đường đi đến phương trình trạng thái và định luật Gay Luy-xác là con đường qui nạp khoa học (qui nạp và diễn dịch), cho phép GV không đi quá sâu vào các định luật các chất khí song cũng tạo điều kiện để GV giới thiệu cho HS phương pháp tư duy của các nhà khoa học Vật lí. 2.1.3. Phân tích nội dung chương “Chất khí” a. Nội dung và thời lượng dạy Chương “Chất khí” Vật lí 10 cơ bản gồm 4 bài: - Bài 28. Cấu tạo chất - Thuyết động học phân tử chất khí - Bài 29. Quá trình đẳng nhiệt - Định luật Bôilơ – Mariốt - Bài 30. Quá trình đẳng tích - Định luật Saclơ - Bài 31. Phương trình trạng thái của khí lí tưởng Các bài này được dạy trong 6 tiết: 5 tiết lý thuyết và 1 tiết bài tập. b. Cấu trúc nội dung Giải thích sơ đồ cấu trúc Theo mục tiêu, chương này được phân thành hai cụm cơ bản: các khái niệm và thuyết (cấu tạo chất khí, thuyết ĐHPT và khí lí tưởng) là “phương tiện” để nghiên cứu cụm cơ bản thứ hai là các định luật chất khí. Trên sơ đồ thể hiện được con đường đi này. Thực ra mục đích cuối cùng vẫn là sử dụng các định luật cho khí thực, vì thế không thể bỏ qua việc liên hệ đến khí thực trong mỗi trường hợp (gần đúng) trong các mối quan hệ giữa các đại lượng. Ở cụm các đại lượng, sơ đồ làm rõ con đường tư duy khoa học: từ hai định luật (Bôilơ – Mariốt và Saclơ), diễn dịch toán học được phương trình trạng thái và kiểm tra tính đúng đắn của các vấn đề bằng diễn dịch từ phương trình trạng thái ra định luật Gay Luy-xác và suy ra khái niệm độ không tuyệt đối một cách đơn giản (thay cho khái niệm nhiệt giai Kenvin). Sơ đồ cũng thể hiện được con đường tư duy như đã trình bày ở phần mục tiêu phát triển tư duy phía trên. 2.2. Những vấn đề cần lưu ý khi giảng dạy nội dung chương “Chất khí”  Khí lí tưởng và khí thực Tuy ở chương trình cơ bản không nói nhiều về khí thực song cũng nên làm cho HS biết sự khác nhau giữa hai loại khí này, không chỉ ở chỗ một bên là có thực, một bên là không có thực, đặc Khí lí tưởng Khí thực Chất rắn Chất lỏng Thuyết ĐHPT chất khí Cấu tạo chất Chất khí T không đổi pV = hs P không đổi V hs T  Ph.tr. trạng thái pV T = hằng số V không đổi p T = hs Gần đúng Độ không tuyệt đối Khái niệm trạng thái Hình 2.1. Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Chất khí” biệt là ý nghĩa của việc đưa ra khái niệm khí lí tưởng trong phương pháp làm việc của các nhà khoa học.  Lực tương tác phân tử Lực tương tác phân tử gồm có lực hút và lực đẩy. SGK đưa ra mô hình hai quả cầu liên kết với nhau bằng một lò xo (tr.151) để mô tả sự tồn tại lực hút và lực đẩy phân tử. Với cách mô tả này HS có thể hình dung được giữa các phân tử có lực hút và lực đẩy. Tuy nhiên, nếu nói: “khi khoảng cách giữa các phân tử nhỏ thì lực đẩy mạnh hơn lực hút, khi khoảng cách giữa các phân tử lớn thì lực hút lớn hơn lực đẩy…” thì việc vận dụng lực tương tác phân tử vào giải thích một hiện tượng cụ thể sẽ gặp khó khăn. Cho nên, khi nói đến lực hút và lực đẩy phân tử chúng ta cần phải nói rõ với HS là so với khích thước phân tử.  Cần chú ý phân tích các đồ thị để HS làm quen với việc sử dụng đồ thị, nói ra được ý nghĩa Vật lí từ đồ thị, mối liên hệ giữa toán học và Vật lí cũng như sự khác nhau giữa hai khoa học này trên cùng một đồ thị, điều quan trọng nhất là việc sử dụng đồ thị ở đây. Ví dụ: - Tính tiệm cận của các đường biểu diễn định luật Bôilơ – Mariốt là sự trùng hợp tuyệt vời giữa toán học và Vật lí song các đường biểu diễn các định luật Saclo và Gay Luy-xác lại có sự khác biệt vì trong Vật lí không cho phép kéo dài đường biểu diễn (đồ thị bậc nhất) đến trục hoành… - Khi củng cố các bài học, ta có thể yêu cầu HS dùng các đẳng quá trình đã học để giải thích đồ thị ở các hình: Hình 29.3 tr.158; Hình 30.3 tr.161; Hình 31.4 tr.164 bằng nhiều cách khác nhau. Mục đích nhằm củng cố cho HS các đẳng quá trình đã học đồng thời tập cho HS vận dụng kiến thức đã học vào giải thích một vấn đề theo nhiều cách.  Tăng cường sử dụng các thí nghiệm đơn giản đến mức có thể để tăng tính thuyết phục đồng thời làm giờ học sinh động hơn vì đây là các đối tượng không mấy thích thú với môn Vật lí.  Tăng cường giải thích thực tế các hiện tượng về chất khí. 2.3. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm chương “Chất khí” a. Dự kiến lịch trình dạy chương “Chất khí” Theo phân phối chương trình chương “Chất khí” được phân bố trong 6 tiết, thực hiện trong 3 tuần. Để biết kết quả học tập của HS theo PP DHKP tôi bố trí thêm một tiết kiểm tra cuối chương. Dự kiến thực nghiệm từ 01/02/2010 đến 20/02/2010, sau thực nghiệm sẽ kiểm tra cuối chương. b. Những công việc cần chuẩn bị trước cho từng bài học cụ thể - GV chuẩn bị bản hướng dẫn quan sát, trong đó có một số câu hỏi cụ thể để người quan sát tập trung vào các biểu hiện của HS ở từng bài. Các câu hỏi này nhằm ghi lại các dấu hiệu hoạt động tư duy của HS (xem ở phần phụ lục). - GV chuẩn bị nhiều NVKP cho mỗi bài học (xem phần thiết kế NVKP). Tùy đối tượng lớp HS, tùy PPDH được sử dụng mà GV có thể chọn nhiệm vụ thích hợp. - GV chuẩn bị giáo án, chú trọng lựa chọn các NVKP phù hợp, chuẩn bị cách giao NVKP (giấy in, biểu bảng khổ giấy lớn, thí nghiệm đơn giản…) (xem ở phần giáo án). - HS chuẩn bị từng bài theo yêu cầu của GV. c. Những công việc trên lớp - Hoạt động của Thầy và Trò được thực hiện theo giáo án đã soạn. - GV: Cho HS khám phá những NVKP được đưa ra theo tiến trình của bài học. - HS: Khám phá các NVKP theo yêu cầu của GV. 2.4. Thiết kế nhiệm vụ khám phá cho các bài dạy Như đã trình bày ở trên, đặc trưng của PP DHKP là các NVKP cho nên việc thiết kế các NVKP phù hợp, đưa chúng vào các giáo án để tổ chức dạy là hai công việc chính để chuẩn bị cho thực nghiệm sư phạm. Bài 28. Cấu tạo chất - Thuyết động học phân tử chất khí  NVKP 28 – 1 - Vị trí có thể đưa ra NVKP: Trước khi dạy “lực hút đẩy giữa các phân tử” - Rèn luyện tư duy thí nghiệm và phán đoán - Vật dụng: (Cho HS chuẩn bị trước ở nhà, mang đến lớp). Như: mẩu phấn ngắn, bút chì loại HB, một chút nước màu, ống kim tiêm, bơm xe đạp, dây cao su, lò xo… Thầy chuẩn bị thí nghiệm (Hình 2.2) (Biểu diễn gợi ý hoặc khẳng định phán đoán HS). - Thực hiện: Các nhóm làm thí nghiệm với những vật mình có, quan sát kết quả:  Bẻ viên phấn rồi ghép lại đúng vị trí cũ, ép thật chặt  Lấy bút chì vạch mạnh (nét đậm) lên giấy  Bịt kín đầu ra, ép pittông ống kim tiêm rồi kéo ra (hoặc bơm xe đạp)  Kéo dây cao su (hoặc lò xo) rồi bỏ ra - NVKP: Hãy làm các thí nghiệm với vật dụng có trong nhóm (theo hướng dẫn), quan sát kết quả, mô tả và cho phán đoán: tại sao có hiện tượng như vậy xảy ra ở TN (được mô tả)? (Mấu chốt để khám phá: Phán đoán các lực hút phân tử). Gợi ý: Thử lấy 2 mẩu phấn bất kì, chặt chúng vào nhau xem sao? Dây cao su hoặc lò xo Tấm kiếng Nước Hình 2.2. TN lực hút các phân tử - Thời gian: 3 phút  NVKP 28 – 2 - Vị trí có thể đưa ra NVKP: Trước khi dạy “thuyết ĐHPT chất khí” - Rèn luyện tư duy phán đoán (ra giả thuyết) - Vật dụng: (Cho HS chuẩn bị trước ở nhà, mang đến lớp). Như: ống kim tiêm, một ít nước màu. - Thực hiện: + Các nhóm làm TN với ống kim tiêm, quan sát kết quả:  Lần thứ nhất: Kéo pittông đi lên một đoạn, bịt kín đầu ra, nén pittông (nén khí). Quan sát.  Lần thứ hai: Hút nước màu vào ống kim tiêm, bịt kín đầu ra, nén pittông (nén chất lỏng). Quan sát. - NVKP: Kết quả hai lần làm TN cho em nhận xét gì về sự khác nhau cơ bản trong cấu tạo chất của chất khí và chất lỏng. Hãy phán đoán nguyên nhân của sự khác nhau đó. (Mấu chốt để khám phá: Khoảng cách các phân tử khí rất lớn so với các phân tử lỏng) TN mô phỏng để gợi ý: Một ống thủy tinh đựng các hạt đậu (mô phỏng các phân tử), có pittông để nén (khó nén được). Đổ một ít hạt đậu ra bàn, dễ dàng gom chúng lại - Thời gian: 2 phút  NVKP 28 – 3 - Vị trí có thể đưa ra NVKP: Sau khi dạy về “khí lí tưởng” - Rèn luyện tư duy so sánh - Vật dụng: xem SGK - Thực hiện: Cho HS tìm ra sự khác nhau giữa khí thực và KLT, đưa ra lí do nghiên cứu trên KLT - NVKP: Từ sự khác nhau giữa khí lí tưởng và khí thực, lí do nào để các nhà khoa học phải giả định đối tượng nghiên cứu của mình là một chất khí không có thực (Mấu chốt để khám phá: Cần bỏ qua các ảnh hưởng phụ của các phân tử khí thực (tuy rất nhỏ) như thể tích phân tử, lực tương tác khi chưa va chạm). - Thời gian: 2 phút Bài 29. Quá trình đẳng nhiệt – Định luật Bôilơ – Mariốt  NVKP 29 – 1 - Vị trí có thể đưa ra NVKP: Trước khi dạy “Trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái” - Rèn luyện tư duy phân tích - Thực hiện: HS lấy ví dụ “trạng thái” và “biến đổi trạng thái”, chỉ ra dấu hiệu biến đổi trạng thái - NVKP: Khi nghiên cứu chất khí người ta sử dụng từ “trạng thái” và “biến đổi trạng thái”. Hãy kể các trạng thái của một khối khí (chất khí) trong thực tế và sự biến đổi trạng thái của nó mà em biết. Dấu hiệu nào cho biết có sự biến đổi trạng thái của khối khí? (từ NVKP này GV giới thiệu phương pháp nghiên cứu thiết lập mối quan hệ giữa các thông số trạng thái: cô lập một đại lượng, nghiên cứu hai đại lượng kia). (Mấu chốt để khám phá: Tác dụng của 3 đại lượng biểu diễn một trạng thái khối khí) - Thời gian: 2 phút  NVKP 29 – 2 - Vị trí có thể: Trước khi thực hiện thí nghiệm - Rèn luyện tư duy phán đoán - Thực hiện: Giáo viên mô tả và làm thí nghiệm với chiếc bơm xe đạp. HS phán đoán, giải thích. - NVKP: Để biểu diễn thí nghiệm định luật này một cách gần đúng, khi làm thí nghiệm, thầy phải ép từ từ pittông của bơm. Tại sao lại phải làm như vậy? (Mấu chốt để khám phá: Cô lập sự biến thiên của nhiệt độ) Gợi ý: Thay vì ép từ từ, bây giờ hãy ép nhanh và mạnh, HS sờ vào ống bơm trước và sau khi bơm để cảm nhận. - Thời gian: 2 phút  NVKP 29 – 3 - Vị trí có thể đưa ra NVKP: Sau khi dạy “đường đẳng nhiệt” - Rèn luyện tư duy phân tích, phán đoán - Thực hiện: Cho HS vẽ đồ thị đường đẳng nhiệt, tìm ý nghĩa Vật lí thể hiện trên đồ thị - NVKP: Các nhà Vật lí đã làm thí nghiệm và phát hiện ra mối quan hệ p,V của một khối khí khi nhiệt độ không đổi là theo đường hypebol. Trong trường hợp này, em nhận thấy đặc điểm nào của đường hypebol thể hiện đúng ý nghĩa Vật lí? Hãy giải thích. (Mấu chốt để khám phá: Sự tiệm cận của đường hypebol) - Thời gian:2 phút Bài 30. Quá trình đẳng tích – Định luật Saclơ  NVKP 30 – 1 - Vị trí có thể đưa ra NVKP: Sau khi dạy “đường đẳng tích” - Rèn luyện óc quan sát, tư duy so sánh (Toán học và Vật lí) - Thực hiện: HS dựa vào đồ thị đường đẳng tích giải thích - NVKP: Đồ thị vẽ các đường đẳng tích là những đường thẳng tuyến tính. Về nguyên lí toán học, các đường này có thể kéo dài ra vô tận về hai phía. Đối với định luật về các chất khí, điều này có cho phép không? Tại sao? (Mấu chốt để khám phá: Các đại lượng đặc trưng cho một trạng thái một khối khí thực không bao giờ bằng 0). Gợi ý: Thử kéo dài đồ thị xuống gốc tọa độ và xuống nữa, sau đó lí giải các trạng thái theo đồ thị xem có còn ý nghĩa không? - Thời gian: 1 phút  NVKP 30 – 2 - Vị trí có thể đưa ra NVKP: Sau khi dạy “ĐL Saclơ” - Rèn luyện óc quan sát, giải thích thực tế, tư duy ngôn ngữ - Thực hiện: HS xem SGK giải thích - NVKP: Trong quá trình đẳng tích, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối (định luật Saclơ) nhưng những hiện tượng xảy ra trong thực tế và kỹ thuật chỉ thể hiện gần đúng định luật Saclơ. Kể vài hiện tượng và giải thích. (Mấu chốt để khám phá: khí thực chứ không phải khí lí tưởng) - Thời gian: 2 phút  NVKP 30 – 3 - Vị trí có thể đưa ra NVKP: Sau khi dạy “định luật Saclơ” - Rèn luyện vận dụng lí thuyết để giải thích, tư duy ngôn ngữ - Thực hiện: HS vận dụng thuyết ĐHPT giải thích định luật Saclơ - NVKP: Dựa vào thuyết ĐHPT chất khí, hãy giải thích định luật Saclơ. - Thời gian: 2 phút  NVKP 30 – 4 - Vị trí có thể đưa ra NVKP: Sau khi học xong “định luật Saclơ” - Rèn luyện vận dụng lí thuyết vào thực tế và tư duy ngôn ngữ - Thực hiện: HS tìm ra nguyên nhân sự cố, giải thích - NVKP: Một bình đựng gaz khi mới được nạp đầy, nếu đặt nó ở môi trường nhiệt độ cao, sẽ rất nguy hiểm (có thể bị nổ). Em thử lí giải vấn đề này cho người trong gia đình để biết và sử dụng gaz an toàn. (Mấu chốt để khám phá: Nội dung thuyết ĐHPT – sự liên quan giữa nhiệt độ, vận tốc phân tử và áp suất) Gợi ý: Xem lại mục 1, trang 153. - Thời gian: 1 phút  NVKP 30 – 5 - Vị trí có thể đưa ra NVKP: Sau khi dạy “Đường đẳng tích – định luật Saclơ” - Rèn luyện tư duy bằng đồ thị, tư duy ngôn ngữ - Thực hiện: HS vẽ thêm đường đẳng nhiệt và trả lời câu hỏi - NVKP: Hình 30.3 SGK (trang 161) biểu diễn đồ thị áp suất của hai khối khí biến thiên theo nhiệt độ. Làm thế nào để so sánh áp suất của hai khối khí này khi chúng có cùng một nhiệt độ? (Mấu chốt để khám phá: Nhìn ra được cách vẽ đường đẳng nhiệt trên đồ thị p,T) - Thời gian: 1 phút Bài 31. Phương trình trạng thái của khí lí tưởng  NVKP 31 – 1 - Vị trí có thể đưa ra NVKP: Trước khi dạy “khí thực và KLT” - Rèn luyện tư duy ngôn ngữ (Nội dung giống như NVKP 28 - 3 và 30 – 1 nhưng cách hỏi khác đi để HS rèn luyện cách lập luận) - Thực hiện: HS gập SGK, tìm sự khác nhau giữa khí thực và KLT để đưa ra lí do - NVKP: KLT tuân theo đúng các định luật chất khí nhưng vì sao khí thực chỉ tuân theo gần đúng các định luật chất khí? (Mấu chốt để khám phá: Hai điểm khác nhau cơ bản giữa khí thực và KLT) - Th