›
›

Hội thảo quốc gia về Giảng dạy Vật lí

pdf 106 trang ngocly 70 Free
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Hội thảo quốc gia về Giảng dạy Vật lí", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfhoi_thao_quoc_gia_ve_giang_day_vat_li.pdf

Nội dung text: Hội thảo quốc gia về Giảng dạy Vật lí

  1. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH Héi th¶o quèc gia vÒ (KỶ NIỆM 50 NĂM THÀNH LẬP KHOA VẬT LÍ TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH 1961-2011) Vinh, tháng 10 năm 2011
  2. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH Héi th¶o quèc gia vÒ Gi¶ng d¹y vËt lÝ (KỶ NIỆM 50 NĂM THÀNH LẬP KHOA VẬT LÍ TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH 1961-2011) Vinh, tháng 10 năm 2011
  3. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 3 LỜI NÓI ĐẦU Hội thảo quốc gia về Giảng dạy Vật lí tiến hành tại Trường Đại học Vinh, thành phố Vinh tỉnh Nghệ An trong khuôn khổ Hội thảo quốc tế về Nghiên cứu và Giảng dạy vật lí tổ chức nhân dịp kỷ niệm 50 năm thành lập khoa Vật lí trường Đại học Vinh (1961 – 2011). Mục đích hội thảo là tạo cơ hội gặp gỡ, trao đổi kết quả nghiên cứu và kinh nghiệm giữa những người làm công tác giảng dạy Vật lí thuộc các bậc học khác nhau từ trung học cơ sở, trung học phổ thông đến cao đẳng, đại học và sau đại học trong toàn quốc, nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy và đào tạo. Các chủ đề khoa học của hội thảo là - Mục tiêu, chương trình đào tạo, nội dung giảng dạy Vật lí các bậc học; - Đổi mới phương pháp dạy học Vật lí; - Tăng cường cơ sở vật chất phục vụ giảng dạy Vật lí như phòng học bộ môn, phòng thí nghiệm, sách, tài liệu, trang web. Trong thời gian từ 3/2011 – 8/2011 Ban tổ chức đã nhận được 82 báo cáo toàn văn gửi về tham dự hội thảo theo các chủ đề nêu trên. Một số bài trong đó đã được đăng trong Tạp chí giáo dục số đặc biệt 10/2011. Những bài còn lại được tuyển tập đăng trong Kỷ yếu này. Xin trân trọng giới thiệu cùng bạn đọc. Tháng 10 năm 2011 Ban tổ chức Hội thảo quốc gia về giảng dạy Vật lí
  4. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 4 MỤC LỤC Trang 1. Nguyễn Quang Lạc - Trần Duy Tân: Nghiên cứu vận dụng dạy học dự án vào chương “Cơ học chất lưu” vật lí 10 nâng cao 5 2. Nguyễn Quang Lạc - Nguyễn Ngọc Lê Nam: Thiết kế, lắp ráp và sử dụng thí nghiệm ghép nối máy vi tính để thiết lập định luật ôm của dòng điện trong chất điện phân 11 3. Đỗ Hƣơng Trà - Nguyễn Thanh Nga: Tích hợp lý thuyết Triz trong dạy học dự án về các ứng dụng của vật lí trong kỹ thuật - Một phương pháp hiệu quả để rèn tư duy kỹ thuật cho sinh viên . 15 4. Nguyễn Thị Nhị - Mai Đại Phƣơng: Xây dựng và sử dụng thư viện điện tử hỗ trợ dạy học vật lí ở trường THPT . 23 5. Mai Văn Trinh - Nguyễn Ngọc Lê Nam: Xây dựng và sử dụng phần mềm thí nghiệm mô phỏng để dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” (vật lí 11) 29 6. Từ Đức Thảo - Nguyễn Duy Khanh: Phát huy tính tích cực của học sinh trong dạy học toán lớp 6 thông qua hoạt động giáo khoa 33 7. Nguyễn Thị Hồng Sang: Bồi dưỡng năng lực tư duy của học sinh bằng bài tập nghich lý và nguỵ biện trong chương “động học chất điểm” lớp 10 37 8. Nguyễn Thị Ái Minh: Kết quả thăm dò năng lực tự học sách giáo khoa sinh học 11 ở một số trường tại tỉnh Lâm Đồng 41 9. Cao Long Vân: Một số suy nghỉ về giảng dạy vật lí . 48 10. Đoàn Hoài Sơn – Mai Văn Lƣu: Một số giải pháp nhằm khuyến khích cán bộ, giảng viên tham gia hoạt động nghiên cứu khoa học 54 11 Lê Văn Thêm – Hoàng Văn Long - Nguyễn Xuân Luân: Vai trò của bài tập thí nghiệm trong việc phát huy tính tích cực nhận thức và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh 57 12. Nguyễn Thị Tuyết Minh: Đánh giá về thực trạng hoạt động quản lý ở các trường cao đẳng cộng đồng vùng đồng bằng sông cửu long 61 13. Trần Ngọc Quyên:Vận dụng trò chơi kim tự tháp trong dạy học vật lí THCS 68 14. Nguyễn Thanh Mai: Quản lý, chỉ đạo giáo viên nước ngoài theo tinh thần đổi mới giáo dục 71 15. Lê Thịnh: Áp dụng số phức giải bài toán điện xoay chiều. 76 16. Nguyễn Phƣớc Long: Sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thông 80 17. Trần Phan Trƣờng Thuật: Giảng dạy bài tập vật lí chương “Điện tích - Điện trường” lớp 11 THPT nhằm phát triển tư duy cho học sinh . 86 18. Đinh Thị Thuỳ Linh: Một số kỹ năng thực hiện thành công các thí nghiệm về điện học và quang học vật lí lớp 9 . 92 19. Trần Văn Nga: Đổi mới phương pháp giảng dạy nhằm nâng cao kết quả đào tạo học sinh 94 20. Trần Mạnh Hùng – Đoàn Hoài Sơn: Một số trao đổi về chương trình và thực trạng giảng dạy theo sách giáo khoa vật lí 12 nâng cao 97 21. Trần Văn Dũng: Chuyên lý phải là nơi đào tạo nhân tài 100
  5. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 5 NGHIÊN CỨU VẬN DỤNG DẠY HỌC DỰ ÁN VÀO CHƢƠNG “CƠ HỌC CHẤT LƢU” VẬT LÍ 10 NÂNG CAO PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc, Trường ĐH Vinh ThS. Trần Duy Tân, Trường THPT Trường Xuân, T.Đồng Tháp 1. Mở đầu - Định hướng đổi mới PPDH môn Vật lí ở trường THPT là tích cực hoá hoạt động nhận thức, phát huy tính chủ động của HS. Muốn vậy, GV phải không ngừng cải tiến nâng cao hiệu quả của PPDH nhằm kích thích được óc tò mò khoa học, ham hiểu biết của của các em ( bằng cách tạo ra những tình huống có vấn đề ) và hướng tới việc rèn luyện tính độc lập suy nghĩ và tư duy sáng tạo cho HS, phối hợp chặt chẽ những nỗ lực cá nhân trong tự học với việc học tập hợp tác trong nhóm, đồng thời phải biết sử dụng thành thạo các phương tiện và thiết bị dạy học (TBDH), biết phối hợp nhiều hình thức tổ chức hoạt động học tập, nắm vững phương pháp kiểm tra kết quả học tập của HS theo hướng đổi mới. - Dạy học dự án (DHDA) là một hình thức tổ chức dạy học đáp ứng được yêu cầu mới. Trong DHDA học sinh thực hiện một nhiệm vụ học tập phức hợp, gắn với thực tiễn, kết hợp lý thuyết với thực hành, tự lực lập kế hoạch, thực hiện và đánh giá kết quả. Hình thức làm việc chủ yếu là theo nhóm, kết quả dự án là những sản phẩm có thể giới thiệu được như các bài viết, tập tranh ảnh, chương trình hành động cụ thể, thiết bị kỹ thuật; DHDA còn có tên gọi là dạy học dựa trên dự án ( PBL: Project bassed learning). - DHDA hay dạy học theo dự án (PBL) là mô hình DH lấy người học làm trung tâm, nhằm phát triển kiến thức và kĩ năng thực hành thông qua việc thực hiện các nhiệm vụ mang tính mở, khuyến khích người học tìm tòi, vận dụng những kiến thức đã học trong quá trình thực hiện một DA học tập. DHDA đã được nhiều nhà giáo dục của nhiều nước nghiên cứu và vận dụng vào thực tế mang lại hiệu quả giáo dục cao. Ở nước ta, DHDA bước đầu được nghiên cứu và vận dụng vào quá trình dạy học ở trường phổ thông, cao đẳng và đại học. Bài viết này đề xuất một số hướng vận dụng DHDA trong bộ môn Vật lí nhằm góp phần nâng cao năng lực đổi mới PPDH của GV và nâng cao chất lượng lĩnh hội kiến thức cho HS. Ví dụ minh hoạ được áp dụng cho dạy học chương “ Cơ học chất lưu ” Vật lí 10 THPT. 2. Hƣớng vận dụng DHDA nhằm đổi mới PPDH Vật lí DH Vật lí ở Trường THPT có thể vận dụng DHDA vào các dạng bài học sau: - Tổng kết một chương, một phần chương trình môn học. - Thiết kế, chế tạo dụng cụ thí nghiệm (TN) Vật lí, thiết bị kỹ thuật có nguyên lý hoạt động dựa trên việc vận dụng kiến thức Vật lí. PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc, Trường ĐH Vinh ; ThS. Trần Duy Tân, Trường THPT Trường Xuân, T.Đồng Tháp
  6. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 6 - Bài tập Vật lí: Xây dựng hệ thống bài tập vật lí, bài tập thí nghiệm có nội dung gắn với thực tiễn lao động, sản xuất và đời sống ; Tìm tòi khám phá phương pháp giải mới cho các bài tập có tính sáng tạo cao, - Bài học xây dựng kiến thức mới, ở dạng bài học này, HS hoặc nhóm HS sẽ được giao cho giải quyết một số nhiệm vụ trung gian. - Bài học ngoại khoá, đây là dạng bài học có nội dung mở rộng chương trình, tạo điều kiện cho HS phát triển kỹ năng thu thập thông tin liên quan đến nhiều lĩnh vực gần gũi với khoa học Vật lí. 3. Tổ chức DHDA ở chƣơng “Cơ học chất lƣu” Vật lí 10 Nâng cao Trong năm học 2009-2010, khi dạy học chương “Cơ học chất lưu” Vật lí 10 Nâng cao ở Trường THPT Trường Xuân, huyện Tháp Mười, tỉnh Đồng Tháp, chúng tôi đã thực hiện dự án : Thiết kế và chế tạo một số dụng cụ thí nghiệm đơn giản cho chương “ Cơ học chất lưu ” Vật lí 10 Nâng cao. Trong khuôn khổ bài báo cáo này chúng tôi xin giới thiệu tóm tắt hai sản phẩm dự án của một nhóm HS . Sản phẩm 1: Mô hình máy thuỷ lực  Cơ sở lý thuyết. Cơ sở lý thuyết của máy thuỷ lực chính là Nguyên lí Paxcan : Áp suất được truyền đi trong chất lỏng nguyên vẹn theo mọi phương. Do đó trong hình 1, giả sử tác dụng một lực F1 lên pit-tông nhánh trái có tiết diện S1, lực này làm gây áp suất p1 lên chất lỏng bằng: F1 p1 S1 F2 F1 Hình 1. Nguyên lý lý thuyết của máy nén thuỷ lực Theo Nguyên lí Paxcan, áp suất tác dụng lên tiết diện S2 ở nhánh phải cũng tăng lên S2 một lượng p1 và tạo nên một lực F2 bằng: F2 S2 p1 F1 S1 Với S2 > S1 thì lực F2 > F1 Như vậy ta có thể dùng một lực nhỏ F1 ở pittông nhỏ S1 để tạo thành một lực F2 lớn hơn đặt trên pit-tông S2 Nếu cho F1 di chuyển một đoạn bằng d1 xuống dưới thì lực F2 di chuyển lên trên S một đoạn d2 là: 1 d2 d1 d1 S2 PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc, Trường ĐH Vinh ; ThS. Trần Duy Tân, Trường THPT Trường Xuân, T.Đồng Tháp
  7. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 7 Lúc này công của lực F1 thực hiện được là F1S1; còn công do lực F2 thực hiện được là F2S2, ta có F1S1 = F2S2, tức là công được bảo toàn. Hình 2. Một loại máy thuỷ lực trong thực tế Sản phẩm máy thuỷ lực của học sinh ( hình 3 ) Sau khi đã được học về định luật Pascal và ứng dụng của nó, HS được giao nhiệm vụ: Bằng những vật liệu thường ngày, hãy thiết kế và chế tạo một mô hình máy thuỷ lực. HS đã sưu tầm các ống tiêm có kích cỡ khác nhau làm xilanh và pittông, thiết kế đế máy, ống nhựa kết nối, Và đã chế tạo mô hình máy thuỷ lực như hình 3. Trong khi trình bày tiến trình và kết quả thực hiện dự án, HS đã biểu diễn khả nâng nâng vật nặng và ép vật xuống của máy thuỷ lực một cách rất sinh động, được mọi người tham dự cổ vũ và khen ngợi. Ống tiêm tiết Ống tiêm diện tiết diện nhỏ lớn S2 S 1 ống dẫn Giá đỡ Hình 3. Cấu tạo của mô hình máy nén thuỷ lực do HS chế tạo  Nguyên lý hoạt động Khi ta ấn một lực vào vào pit-tông S1 có tiết diện nhỏ, thì ở pit-tông S2 có tiết diện lớn sẽ tạo ra một lực lớn hơn . Nhờ có lực lớn hơn nên ta được lợi khi dùng để nâng vật lên, để ép hoặc nén các vật xuống cho chặt lại. PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc, Trường ĐH Vinh ; ThS. Trần Duy Tân, Trường THPT Trường Xuân, T.Đồng Tháp
  8. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 8  Ứng dụng: Máy nén thuỷ lực được sử dụng rộng rãi trong đời sống và trong kỹ thuật, ví dụ: - Máy nén thuỷ lực ứng dụng để nâng vật có trọng lượng lớn ( như một ôtô ) một cách dễ dàng ( chỉ bằng lực cánh tay thông thường ). Máy nén thuỷ lực trong trường hợp này thường dùng gọi là kích thuỷ lực. - Máy nén thuỷ lực được dùng để vận hành hệ thống điều khiển khí nén, hệ thống nâng thuỷ lực hàng không, hệ thống phanh thuỷ lực trong nhiều ngành cơ khí, vận tải, Sản phẩm 2: Ống Pitô - dụng cụ đo vận tốc máy bay * Cơ sở lý thuyết: Cơ sở lý thuyết của ống Pitô là định luật Bec-nu-li. Định luật này cho biết, đối với ống dòng nằm ngang và ổn định thì: - Áp suất toàn phần của chất lỏng ở mọi điểm trên ống dòng là như nhau 1 p v 2 const 2 - Tại những điểm khác nhau trên ống dòng thì áp suất tĩnh p và áp suất động phụ thuộc vào vận tốc dòng tại từng điểm. Căn cứ vào đây ta có thể thiết kế và chế tạo ống Pi-tô để đo vận tốc dòng không khí ( và cũng là vận tốc máy bay ) sát trên cánh hoặc thân máy bay khi máy bay chuyển động trong không khí. Muốn thể ta phải đo áp suất toàn phần và áp suất thuỷ tĩnh của ống dòng không khí. Từ đó biết giá trị áp suất động 1 v 2 2 và biết là khối lượng riêng không khí, ta có giá trị của  B A Hình 4. Ống A đo áp suất tĩnh Ống B đo áp suất toàn phần * Nguyên lý hoạt động Ống Pitô cho phép đo vận tốc dòng không khí sát trên cánh hoặc sát thân máy bay. Do đó ống Pitô phải là một thiết bị đo được cả áp suất tĩnh lẫn áp suất động của dòng không khí. Muốn vậy ống Pitô phải có 2 đầu, một đầu để đo áp suất tĩnh, một đầu để đo áp suất toàn phần. Hiệu giữa áp suất toàn phần với áp suất tĩnh là giá trị của áp suất động. * Cấu tạo của sản phẩm 4 ống nhựa PVC  = 21mm để giữ chặt ống chữ U và làm giá đỡ. PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc, Trường ĐH Vinh ; ThS. Trần Duy Tân, Trường THPT Trường Xuân, T.Đồng Tháp
  9. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 9 1 ống nhựa dẻo trong suốt dài 25cm tạo hình ống chữ U 1 co nhựa để tạo tiết diện vuông góc với luồng không khí vào ống hình chữ U. Nước đổ vào ống hình chữ U ( hình 5 ) Co nhựa Nhánh 2 Nhánh 1 Sản phẩm ống pi-tô do HS chế tạo Nếu gắn ống Pitô vào cánh máy bay, sao cho phần bụng hình chữ U nằm trong lòng cánh còn 2 đầu được nhô ra ngoài, sát cánh máy bay thì ta thấy: - Khi máy bay đứng yên, mực chất lỏng ở hai nhánh như nhau. - Khi bay mực chất lỏng ở nhánh 2 dâng lên, ở nhánh 1 tụt xuống. Độ chênh lệch h ở 2 nhánh cho biết vận tốc dòng không khí ( và là vận tốc máy bay ) 2 g h v KK Với: : khối lượng riêng chất lỏng trong ống chữ U. h: độ chênh lệch mực chất lỏng của hai nhánh. kk: khối lượng riêng của không khí ở bên ngoài g: gia tốc trọng trường Trong buổi báo cáo kết quả hoạt động của dự án, HS đã dùng quạt điện và thiết bị tạo dòng không khí để biểu diễn và kết quả khá tốt.  Ứng dụng: Ống pitô được gắn vào cánh máy bay sao cho một nhánh ở bên trong máy bay, còn nhánh kia ở ngoài không khí . Khi máy bay đang bay vận tốc của luồng không khí vuông góc với tiết diện S của 1 nhánh chữ U. Độ chênh lệch của 2 mức chất lỏng trong ống chữ U cho phép ta tính được vận tốc của dòng không khí tức là vận tốc máy bay. PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc, Trường ĐH Vinh ; ThS. Trần Duy Tân, Trường THPT Trường Xuân, T.Đồng Tháp
  10. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 10 4. Kết luận Kết quả nghiên cứu của chúng tôi đã góp phần làm sáng tỏ thêm những luận điểm sau: - Vận dụng DHDA là hình thức dạy học có nhiều ưu điểm, trong đó HS tìm hiểu, đề xuất và giải quyết những vấn đề liên quan đến thực tế, cuối cùng là tạo ra sản phẩm. - DHDA góp phần phát triển tư duy HS, đào tạo ra HS có năng lực làm việc tự lực, sáng tạo, tinh thần trách nhiệm cao, khả năng cộng tác làm việc tốt. Từ đó chúng tôi cho rằng, cần phải tăng cường tổ chức dạy học Vật lí ở trường phổ thông theo hướng DHDA nhiều hơn để hiện thực hoá mục tiêu giáo dục trong giai đoạn hiện nay. Tài liệu tham khảo: 1. Nguyễn Hải Châu- Nguyễn Trọng Sửu. Những vấn đề chung về đổi mới giáo dục Trung học phổ thông. NXB Giáo dục. H. 2007. 2. Nguyến Thị Chung. Nghiên cứu vận dụng dạy học thiết kế ( dạy học dự án ) vào việc tổ chức bài học thực hành vật lí lớp 9. Luận văn thạc sỹ. Trường Đại học Sư phạm Vinh 1998. 3. Nguyễn Văn Cường – Bernd Meier. Một số vấn đề về đổi mới phương pháp dạy học ở Trường THPT. Hà Nội 2008. 4. Nguyễn Quang Lạc. Lí luận dạy học hiện đại ở trường phổ thông. Trường Đại học Vinh. 1995. 5. Đỗ Hương Trà - Phạm Vân Ngọc. Vận dụng dạy học dự án trong dạy học ứng dụng kĩ thuật của Vật lí. Tạp chí giáo dục số 221 kì 1 ( 9/2009 ) PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc, Trường ĐH Vinh ; ThS. Trần Duy Tân, Trường THPT Trường Xuân, T.Đồng Tháp
  11. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 11 THIẾT KẾ, LẮP RÁP VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM GHÉP NỐI MÁY VI TÍNH ĐỂ THIẾT LẬP ĐỊNH LUẬT ÔM CỦA DÕNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN PGS-TS. Nguyễn Quang Lạc, ThS. Nguyễn Ngọc Lê Nam 1. Đặt vấn đề Vật lí học là một khoa học thực nghiệm. Các khái niệm và định luật vật lí đều gắn với thực tế. Trong chương trình vật lí phổ thông, các khái niệm, các định luật vật lí hầu hết được hình thành bằng con đường thực nghiệm. Thông qua thí nghiệm (TN), chúng ta xây dựng được những biểu tượng cụ thể về sự vật và hiện tượng mà không một lời nào có thể mô tả đầy đủ được. Trong dạy học bài “Dòng điện trong chất điện phân” vật lí lớp 11 (chương trình nâng cao), giáo viên (GV) thường gặp rất nhiều khó khăn khi tiến hành thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc của dòng điện trong chất điện phân vào hiệu điện thế. Bởi vì các kết quả đo được thường không chính xác, việc tiến hành thí nghiệm mất rất nhiều thời gian gây ảnh hưởng đến tiến trình hoạt động dạy và học. Để khắc phục những khó khăn và hạn chế nêu trên, chúng tôi đã nghiên cứu thiết kế lắp ráp và thực hiện thí nghiệm ghép nối máy vi tính (MVT) nhờ bộ chuyển đổi và xử lý dữ liệu thí nghiệm DAS-5104 và phần mềm GQY để xây dựng định luật Ôm của dòng điện trong chất điện phân khi có hiện tượng dương cực tan. 2. Thiết kế, lắp ráp và sử dụng thí nghiệm ghép nối MVT để xây dựng định luật Ôm của dòng điện trong chất điện phân 2.1. Giới thiệu thiết bị và bố trí thí nghiệm - Thiết bị TN gồm: 1 bình thuỷ tinh, 1 điện cực bằng đồng, 1 điện cực bằng inox, tinh thể CuSO4 nguyên chất (50g) được pha với nước nguyên chất để được dung dịch CuSO4 , 1 biến trở con chạy 200Ω-2,5A, dây nối, 1bộ nguồn một chiều 0-24V, cảm biến dòng (sxd), cảm biến thế (sxt), thiết bị ghép nối DAS-5104, MVT có cài phần mềm GQY. - Bố trí thí nghiệm: TN được bố trí theo sơ đồ và được lắp ráp như hình 1(a và b) SX t DAS SXd MVT + - K a b Hình 1. Sơ đồ thí nghiệm và hình ảnh lắp ráp các dụng cụ thí nghiệm PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc ; ThS. Nguyễn Ngọc Lê Nam
  12. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 12 2.2. Tiến hành thí nghiệm - Đóng mạch điện để các thiết bị đi vào hoạt động. Chạy phần mềm GQY ExPlatform khi đó trên màn hình MVT hiện lên giao diện của phần mềm GQY, nháy chuột vào Connect để phần mềm nhận thiết bị (sensor dòng và senxor thế), chọn dạng đồ thị U-I, bấm ON để tiến hành TN. Tiếp theo là thực hiện các thao tác giống như làm với các TN thông thường. Trên màn hình MVT sẽ cho chúng ta kết quả thí nghiệm và đồ thị đường đặc tuyến V-A. - Trường hợp dương cực tan: Chúng ta tiến hành làm TN với dung dịch điện phân là CuSO4, dương cực làm bằng Cu như hình 2. Hình 2. Thí nghiệm trường hợp dương cực tan C u - Trường hợp dương cực không tan: Chúng ta tiến hành với dung dịch điện phân là CuSO4, các điện cực bằng inox như hình 3. Hình 3. Thí nghiệm trường hợp dương cực không tan 2.3. Kết quả thí nghiệm - Tiến hành thí nghiệm khi có hiện tượng dương cực tan, trên màn hình MVT sẽ thu được bảng kết quả thí nghiệm và từ kết quả thu được, phần mềm GQY ExPlatform cho ta đồ thị đường đặc tuyến Vôn-Ampe như hình 4. PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc ; ThS. Nguyễn Ngọc Lê Nam
  13. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 13 Hình 4. Đồ thị đường đặc tuyến V-A trường hợp dương cực tan - Trong trường hợp các điện cực bằng inox, không xẩy ra hiện tượng dương cực tan, chúng ta thu được đồ thị như hình 4. Hình 5. Đồ thị đường đặc tuyến V-A trường hợp dương cực không tan - Đánh giá kết quả thí nghiệm: Khi dạy học về “Dòng điện trong chất điện phân”, việc tiến hành TN để khảo sát sự phụ thuộc của dòng điện vào hiệu điện thế là rất cần thiết. Tuy nhiên, với TN truyền thống được giới thiệu trong SGK việc tiến hành TN rất khó khăn. Cụ thể, khi tiến hành TN phải chú ý không được sử dụng dòng điện có cường độ lớn hơn 0,4A để tránh hiện tượng nhiệt độ chất điện phân tăng lên quá nhanh; tuy nhiên với dòng điện bé như vậy thì thời gian làm TN lại phải kéo dài, có thể làm cho dòng điện trong chất điện phân khi có hiện tưọng dương cực tan không tuân theo định luật Ôm, gây mất lòng tin trong học sinh (HS). Với bộ TN ghép nối MVT trên sẽ thu được kết quả có độ chính xác cao, thời gian làm thí nghiệm ngắn (chỉ cần khoảng 5 phút) nên không làm ảnh hưởng tiến độ dạy học. Từ kết quả TN giáo viên hướng dẫn để HS thấy được dòng điện trong chất điện phân chỉ tuân theo định luật Ôm khi có hiện tượng dương cực tan, đường đặc tuyến Vôn- Ampe là một đường thẳng, còn trường hợp dương cực không tan là một đường cong nên không tuân theo định luật Ôm. Bài “Dòng điện trong chất điện phân” vật lí 11 (chương trình nâng cao) được chia thành hai tiết. Trong đó tiết 1 nêu lên bản chất dòng điện trong chất điện phân và phân tích hiện tượng dương cực tan, do đó GV có thể sử dụng TN trên để làm cho HS PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc ; ThS. Nguyễn Ngọc Lê Nam
  14. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 14 hiểu rõ bản chất của các hiện tượng này. Trong quá trình làm TN, GV nên giới thiệu các dụng cụ, mục đích TN, thực hiện các thao tác đơn giản nhưng chính xác, khoa học để HS không bị mất tập trung, phân tán tư tưởng. Ngoài ra, GV nên đặt các câu hỏi trong quá trình làm TN để tạo điều kiện cho HS tự phân tích, phán đoán và tự mình rút ra kết luận. 3. Kết kuận Trong dạy học về “Dòng điện trong chất điện phân”, GV có thể sử dụng thí nghiệm này dưới dạng thí nghiệm biểu diễn để hình thành tri thức mới cho HS dưới dạng TN nghiên cứu khảo sát. Việc tiến hành TN thành công trên lớp sẽ giúp HS thu nhận kiến thức một cách vững chắc, gây hứng thú, lòng say mê trong học tập, từ đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lí ở trường phổ thông. Tài liệu tham khảo 1. Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên), Vật lí 11 nâng cao, NXB Giáo dục, HN 2007. 2. Nguyễn Quang Lạc, Mai Văn Trinh, Máy vi tính làm phương tiện dạy học, ĐH Vinh, 2002. 3. Nguyễn Đức Thâm (Chủ biên), Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế, Phương pháp dạy học Vật lí ở trường phổ thông, NXB ĐHSP, HN 2003. 4. Mai Văn Trinh, Nâng cao hiệu quả dạy học vật lí ở trường THPT nhờ việc sử dụng MVT và các phương tiện dạy học hiện đại, Luận án Tiến sĩ, ĐH Vinh, 2001. 5. Phạm Hữu Tòng, Lí luận dạy học vật lí (tập 1), NXB Đại học sư phạm, HN 2004. PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc ; ThS. Nguyễn Ngọc Lê Nam
  15. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 15 TÍCH HỢP LÝ THUYẾT TRIZ TRONG DẠY HỌC DỰ ÁN VỀ CÁC ỨNG DỤNG CỦA VẬT LÍ TRONG KỸ THUẬT – MỘT PHƢƠNG PHÁP HIỆU QUẢ ĐỂ RÈN TƢ DUY KỸ THUẬT CHO SINH VIÊN Đỗ Hương Trà. Khoa Vật lí, ĐH Sư phạm Hà Nội Nguyễn Thanh Nga. Đại học GTVT (cơ sở 2) Mở đầu: Dạy học dự án (DHDA) là một hình thức dạy học quan trọng để thực hiện quan điểm dạy học định hướng vào người học, quan điểm dạy học định hướng hoạt động và quan điểm dạy học tích hợp. DHDA góp phần gắn lý thuyết với thực hành, tư duy và hành động, nhà trường và xã hội, tham gia tích cực vào việc đào tạo năng lực làm việc tự lực, năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết các vấn đề phức hợp, đề cao thần trách nhiệm và khả năng cộng tác làm việc của người học. Lý thuyết giải các bài toán sáng chế (theo tiếng Nga là Теория решения изобретательских задач, viết tắt là TRIZ, hay tên tiếng Anh là Theory of Inventive Problem Solving ) là phương pháp luận tìm kiếm những giải pháp kỹ thuật mới, cho những kết quả khả quan, ổn định khi giải những bài toán khác nhau, rất thích hợp với việc dạy học các ứng dụng của vật lí trong kỹ thuật, đặc biệt đối với việc rèn tư duy kỹ thuật cho sinh viên ngành kỹ thuật. Trong dạy học vật lí, TRIZ có vai trò quan trọng, nó giúp người học dễ tìm ra các phương pháp giải quyết vấn đề, các biện pháp kỹ thuật, cách xử lý các khó khăn trong thực tế. Đặc biệt, đối với sinh viên ngành kỹ thuật, TRIZ có thể được vận dụng để rèn tư duy kỹ thuật cho sinh viên. Bài báo trình bày kết quả dạy học dự án tích hợp lý thuyết TRIZ khi dạy học về các ứng dụng của vật lí trong kỹ thuật. 1. Cơ sở của việc tích hợp lý thuyết giải các bài toán sáng chế (TRIZ) trong dạy học dự án Tiền đề cơ bản của TRIZ là các hệ kỹ thuật phát triển tuân theo các quy luật khách quan, nhận thức được. Chúng được phát hiện và sử dụng để giải một cách có ý thức những bài toán sáng chế (bao gồm các hoạt động sáng tạo hoặc đổi mới). Sáng tạo là hoạt động tạo ra bất kỳ cái gì đồng thời có cả tính mới (so với một đối tượng trước đó) và tính ích lợi (cái mới đó đem lại ích lợi trong hoàn cảnh, điều kiện cụ thể như về mặt thời gian, về chức năng, về độ ổn định hay về giá thành). Đổi mới giống với sáng tạo ở chỗ tìm cái mới và cái có lợi. Tuy nhiên đổi mới không có nghĩa chung chung mà có ý nghĩa tập trung vào quá trình biến ý tưởng sáng tạo thành hiện thực, được chấp nhận lâu dài, ổn định, đem lại lợi ích và không gây thêm các vấn đề phát sinh 3. Hạt nhân của TRIZ là thuật toán giải các bài toán sáng chế (viết tắt theo tiếng Nga là ARIZ). ARIZ là một chương trình các hành động tư duy có định hướng. ARIZ có tính logic và linh động. Về mặt logic, ARIZ phân nhỏ bài toán sáng chế thành từng Đỗ Hương Trà. Khoa Vật lí, ĐH Sư phạm Hà Nội ;Nguyễn Thanh Nga. Đại học GTVT (cơ sở 2)
  16. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 16 phần, vừa sức với người gỉai, nó khai thác thế mạnh của từng người giải như kiến thức, kinh nghiệm, trí tưởng tượng, và hạn chế mặt yếu như tính ỳ tâm lý, sự phân tán trong suy nghĩ của người giải. Lợi ích của ARIZ là nâng cao hiệu suất tư duy sáng tạo khi giải quyết vấn đề và ra quyết định. Có nhiều nguyên tắc sáng tạo trong kĩ thuật, ở đây chúng tôi chỉ tập trung một số nguyên tắc thường dùng khi giải các bài toán sáng chế về các ứng dụng của vật lí trong kĩ thuật 5. a. Nguyên tắc biến hại thành lợi (a) Sử dụng những tác nhân có hại (thí dụ tác động có hại của môi trường) để thu được hiệu ứng có lợi. (b) Khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp nó với tác nhân có hại khác. (c) Tăng cường tác nhân có hại đến mức nó không còn có hại nữa. b. Nguyên tắc chứa trong (a) Một đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân nó lại chứa đối tượng thứ ba (b) Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác c. Nguyên tắc tự phục vụ (a) Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, (b) Sử dụng phế liệu, chất thải, năng lượng dư. d. Nguyên tắc vạn năng Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, do đó không cần sự tham gia của các đối tượng khác. e. Nguyên tắc phân nhỏ (a) Chia đối tượng thành các phần độc lập. (b) Làm đối tượng trở nên tháo lắp được. (c) Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng. Việc giải các bài toán sáng chế có thể được tiến hành thuận lợi trong dạy học dự án (DHDA). Với DHDA, người học thực hiện một nhiệm vụ học tập phức hợp, có sự kết hợp giữa lí thuyết và thực tiễn. DHDA nhấn mạnh tư duy sáng tạo giải quyết vấn đề và ra quyết định của người học trong tất cả các giai đoạn thực hiện dự án nhằm giải quyết các vấn đề gắn với thực tiễn 1. Điều này sẽ rất có lợi đối với người học nếu họ vận dụng các thuật toán giải các bài toán sáng chế để nghiên cứu các ứng dụng của vật lí trong kĩ thuật 2. Triz với việc phát triển tƣ duy kĩ thuật cho sinh viên ngành kỹ thuật 2.1. Tư duy kỹ thuật và bài toán kỹ thuật Tư duy kỹ thuật là sự phản ánh khái quát các nguyên lý kỹ thuật, các quá trình kỹ thuật, hệ thống kỹ thuật nhằm giải quyết một nhiệm vụ trong thực tiễn liên quan đến ngành nghề kỹ thuật. Đó là loại tư duy xuất hiện trong lĩnh vực lao động kỹ thuật Đỗ Hương Trà. Khoa Vật lí, ĐH Sư phạm Hà Nội ;Nguyễn Thanh Nga. Đại học GTVT (cơ sở 2)
  17. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 17 nhằm giải quyết bài toán có tính chất kỹ thuật (nhiệm vụ hay tình huống có vấn đề trong kỹ thuật) [4]. Các bài toán kỹ thuật rất đa dạng, phụ thuộc vào các ngành kỹ thuật tương ứng, như bài toán thiết kế chế tạo, bài toán gia công, bài toán bảo quản, bài toán tìm lỗi, Có hai đặc điểm cơ bản của bài toán kỹ thuật, đó là: (1) Không đầy đủ dữ kiện, các yêu cầu đặt ra thường mang tính khái quát và có thể có nhiều đáp số, yêu cầu cần phải tìm tòi, hoàn thiện (2) Có mối liên hệ rất chặt chẽ giữa hành động trí óc và hành động thực hành, kinh nghiệm thực tiễn. Sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành càng chặt chẽ, khăng khít thì càng cho kết quả có độ tin cậy và chính xác cao. 2.2. Đặc trưng cơ bản của tư duy kỹ thuật a. Tư duy kỹ thuật có tính chất lý thuyết - thực hành - Các thành phần lý thuyết của hoạt động tư duy khi giải bài toán kỹ thuật được biểu hiện dưới nhiều hình thức khác nhau: (1) Hành động vận dụng những kiến thức kỹ thuật đã có; (2) Hành động hình thành khái niệm kỹ thuật kết hợp với những khái niệm đã lĩnh hội từ trước v.v. - Các hành động thực hành cũng có những chức năng không giống nhau, có thể phân hành động thực hành ra các loại sau: (1) Hành động thử - tìm tòi; (2) Hành động thực hiện; (3) Hành động kiểm tra; (4) Hành động điều chỉnh. b. Tư duy kỹ thuật có mối liên hệ rất chặt chẽ giữa các thành phần khái niệm và hình tượng (hình ảnh) trong hoạt động Hình ảnh đóng vai trò là điểm tựa cho việc lĩnh hội những khái niệm, những tri thức lý thuyết, tạo điều kiện để quá trình nắm vững và cụ thể hóa khái niệm được dễ dàng. Các hình ảnh và khái niệm là những thành phần cần thiết và có giá trị ngang nhau trong tư duy kỹ thuật. Như vậy, hoạt động tư duy kỹ thuật là quá trình thống nhất biện chứng giữa lý thuyết và thực hành, giữa khái niệm và hình ảnh. c. Rèn luyện và phát triển tư duy kỹ thuật Tư duy kĩ thuật có thể bao gồm: a.So sánh: nhằm phân biệt được sự giống nhau và khác nhau về tính chất của các đối tượng cần so sánh b.Sắp xếp: nhận biết các mối liên hệ về tính chất giữa các đối tượng, nhóm với nhau c. Cụ thể hóa: áp dụng những cái tổng thể để triển khai một đối tượng cụ thể nào đó d. Phân loại: sắp xếp các đối tượng thành một nhóm hoặc các nhóm khác nhau tùy tính chất của các đối tượng e. Khái quát hóa: tổng hợp những thành phần cơ bản chung nhất lại và loại bỏ những yếu tố không cơ bản f. Tương tự hóa: nhận thấy các cấu trúc giống nhau của các hiện tượng hoặc sự vật. Đỗ Hương Trà. Khoa Vật lí, ĐH Sư phạm Hà Nội ;Nguyễn Thanh Nga. Đại học GTVT (cơ sở 2)
  18. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 18 Trong quá trình thực hiện các hoạt động kĩ thuật, các nguyên tắc sáng tạo trong kỹ thuật của TRIZ sẽ là những cơ sở định hướng hữu hiệu để giải quyết các bài toán sáng chế. Mặt khác, cùng với việc vận dụng các nguyên tắc của TRIZ, tư duy kĩ thuật sẽ được rèn luyện và phát huy. 3. Kết quả thu đƣợc Nghiên cứu được tiến hành trong 2 tuần đối với sinh viên năm thứ nhất khoa Công trình, trường Đại học giao thông năm học 2010 – 2011 Xuất phát từ câu hỏi: “Việc tìm hiểu các kiến thức về Từ trường và Cảm ứng điện từ có vai trò quan trọng như thế nào đối với sự phát triển của khoa học kỹ thuật” đã dẫn dắt sinh viên thảo luận, hình thành các ý tưởng ban đầu về các dự án. Trên cơ sở các ý tưởng do sinh viên đề xuất, họ được quan sát một số hình ảnh về các thiết bị máy móc kỹ thuật như: máy phát điện, loa điện, động cơ điện, hệ thông rơ le điều khiển tự động, bếp từ, ghita điện, Từ đó, sinh viên đã thảo luận, trao đổi để tìm ra những ứng dụng khác có liên quan đến kiến thức “Từ trường và cảm ứng điện từ”. Điều này đã tập trung được sự chú ý của sinh viên đến phần nội dung kiến thức này và dẫn sinh viên một cách tự nhiên đến các câu hỏi như: 1. Trong giao thông vận tải, con người đã ứng dụng những kiến thức đó để chế tạo ra các thiết bị máy móc gì? 2. Nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của các thiết bị máy móc đó như thế nào? Lớp được chia thành các nhóm dự án dựa trên sự quan tâm, hứng thú của người học. Các dự án đều xuất phát từ các vấn đề bức xúc của thực tiễn như: tai nạn giao thông, khủng hoảng thiếu năng lượng điện, an toàn trong các công trình xây dựng như cầu cống, đường xá, nhà cửa và hầm đường bộ. Các nhóm đều đã trình bày được lí do lựa chọn dự án và nêu được mục tiêu của các dự án. Sau đó, với việc sử dụng sơ đồ tư duy, sinh viên đã xác định được các tiểu chủ đề, đưa ra được giải pháp để giải quyết vấn đề, lên kế hoạch thực hiện dự án, phân công nhiệm vụ và dự kiến sản phẩm cuối cùng. Nhiệm vụ các nhóm đề cập đều là giải quyết các bài toán sáng chế các thiết bị kĩ thuật vận dụng các kiến thức về Từ trường và Cảm ứng điện từ để giải quyết vấn đề của thực tiễn.việc Sáu dự án tương ứng với 6 vấn đề cần giải quyết. Dưới đây chúng tôi trình bày kĩ một trong số các dự án đó. Với dự án “Nghiên cứu giải pháp đảm bảo an toàn cho các phương tiện lưu thông trong đường hầm – hoàn chỉnh hệ thống cung cấp điện thắp sáng trong đường hầm”, sinh viên đã biết đặt ra ý tưởng (lí do) của dự án với một bài toán thực tế giải quyết nạn ùn tắc giao thông trong đường hầm; xác định được vấn đề cần giải quyết đó là việc thiếu ánh sáng bên trong đường hầm; đề xuất được giải pháp giải quyết vấn đề và dự kiến được sản phẩm của nhóm. Tiến trình giải quyết vấn đề nhằm thực hiện dự án được thể hiện như trong sơ đồ dưới đây: Đỗ Hương Trà. Khoa Vật lí, ĐH Sư phạm Hà Nội ;Nguyễn Thanh Nga. Đại học GTVT (cơ sở 2)
  19. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 19 Trong đường hầm thường rất tối nếu không có đủ hệ thống chiếu sáng sẽ gây khó khăn cho các phương tiện giao thông qua đường hầm, dễ xảy ra tai nạn trong đường hầm, gây ách tắc giao thông, kẹt xe ở bên trong đường hầm, đi ều này cực kỳ nguy hiểm. Vậy phải giải quyết và ngăn ngừa vấn đề này bằng cách nào Hoàn thiện hệ thống cung cấp điện thắp sáng trong đường hầm ghi n c u đ c đi m c đư ng h m hệ thống th ng gi h ng h n trong đư ng h m nhiệt độ n trong đư ng h m Nghiên c u cấu tạo và nguyên tắc hoạt động c m ph t điện chạ ng s c gi Thu thập thông tin, tìm hi u về hệ thống ph t điện chạ ng s c gi c nh quạt tu in ộ tru ền động Vận dụng kiến th c đ thiết kế hệ thống ph t điện chạ ng s c gi ố tr trong đư ng h m Trong đường hầm cần có một hệ thống chiếu sáng để đảm bảo an toàn giao thông, nếu trường hợp hệ thống dẫn điện đến đường hầm bị sự cố cần phải có một hệ thống phát điện thay thế tạm thời 0 Theo lý thuyết cứ đào sâu vào trong lòng đất 3m thì nhiệt độ lại tăng lên 1 C .Cộng với nhiệt lượng mà các phương tiện lưu thông qua hầm toả ra tạo nên một nguồn năng lượng khá lớn. Ta có thể lợi dụng nguồn năng lượng này để tạo ra nguồn điện cung cấp tạm thời cho đường hầm Máy phát điện hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, gồm có khung dây và nam châm. Tua bin của máy phát điện được gắn với cánh quạt bố trí trên các lỗ thông gió của đường hầm. Bố trí trạm máy biến áp để biến đổi điện áp của máy phát điện, cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng bên trong đường hầm B ằng việc thu thập thông tin thực tế và vận dụng kiến thức đã học có thể thiết kế mô hình hệ thống phát điện chạy bằng sức gió, cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng trong đường hầm. Điều này sẽ tiết kiệm được một khoảng chi phí rất lớn, đồng thời đảm bảo an toàn cho các phương tiện giao thông qua đường hầm. Hình 1. Sơ đồ tiến trình nêu và giải quyết vấn đề tương ứng với vấn đề của dự án Như vậy nhóm đã đưa ra giải pháp thiết kế hệ thống phát điện chiếu sáng trong đường hầm bằng cách tận dụng nguồn năng lượng gió để chuyển thành điện năng thắp sáng hệ thống đèn trong đường hầm. Qua đó, nhóm nêu được yêu cầu tất yếu phải chế tạo hệ thống cánh quạt gắn trên các lỗ thông gió của đường hầm làm quay tua bin của máy phát điện. Giải pháp đề ra đã dựa trên nguyên tắc của ARIZ như: - Tận dụng chính nguồn năng lượng gió để thiết kế máy phát điện nhỏ (nguyên tắc tự phục vụ); - Máy phát điện thiết kế chính trong hệ thống thông gió của đường hầm (nguyên tắc chứa trong và nguyên tắc vạn năng) - Hay biến nhược điểm (khí tạo ra trong đường hầm) thành ưu điểm (luồng khí tạo ra năng lượng gió) (nguyên tắc biến hại thành lợi) Để thực hiện dự án, nhóm đã tìm hiểu, phân tích đặc điểm của đường hầm thông qua các tài liệu sách vở, internet, báo chí Sau đó các thành viên trong nhóm trao đổi thảo Đỗ Hương Trà. Khoa Vật lí, ĐH Sư phạm Hà Nội ;Nguyễn Thanh Nga. Đại học GTVT (cơ sở 2)
  20. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 20 luận với nhau và trao đổi với các thành viên khác trong lớp, tham vấn giáo viên hướng dẫn. Nhóm đã phân tích được nhiều chi tiết quan trọng, làm cơ sở cho việc thiết kế hệ thống máy phát điện chiếu sáng trong đường hầm, cụ thể như: - Trên thế giới cũng như ở Việt Nam có rất nhiều các hầm đào xuyên núi để mở đường. Ở các hầm đó, lượng điện năng tiêu thụ cho việc thắp sáng là rất lớn . - Trong hầm gió lúc nào cũng nhiều do chênh lệch áp suất bên trong và bên ngoài. - Các núi ở nước ta một bên gió rất mạnh (do vị trí địa lý). - Gió đi lên cao khi di chuyển vào trong hầm - Các khí trong hầm thường là khí độc, nên hầm nào cũng cần có hệ thống thông gió - Nhiệt độ trong hầm lúc nào cũng nóng hơn bên ngoài Điều thành công nhất trong dự án là đã xây dựng được mô hình hệ thống phát điện bằng sức gió lấy từ bên trong đường hầm, hệ thống phát điện này sẽ cung cấp điện liên tục chiếu sáng bên trong đường hầm, tiết kiệm một khoản chi phí rất lớn và bảo đảm an toàn giao thông cho các phương tiện lưu thông qua đường hầm. (1)- Luồng gió thoát ra trong đường hầm làm quay tua bin máy phát điện (2)- Luồng gió nóng bốc lên trong đường hầm và luồng gió do các phương tiện lưu thông gây ra (3)- Trạm đặt hệ thống cánh quạt làm quay tua bin máy phát và trạm đặt máy phát (4)- Cột thông gió của đường hầm (5)- Trạm đặt máy biến áp để cung cấp điện cho hệ thống đèn chiếu sáng trong đường hầm (6)- Hệ thống máy hút gió từ bên ngoài vào trong đường hầm (7)- Hệ thống trụ điện (8)- Hệ thống dây dẫn (9)- Hệ thống bóng đèn thắp sáng đường hầm Sinh viên đã tìm hiểu nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của hệ thống máy phát điện chạy bằng sức gió, từ đó tìm cách bố trí hệ thống cánh quạt làm quay tua bin máy phát điện. Bên cạnh đó, họ cũng phân tích được ưu, nhược điểm và những khó khăn gặp phải như chi phí ban đầu khi tiến hành xây dựng công trình thực tế cho các đường hầm. Tuy nhiên lợi ích của công trình này thì rất lớn, cả về mặt an toàn cho các Đỗ Hương Trà. Khoa Vật lí, ĐH Sư phạm Hà Nội ;Nguyễn Thanh Nga. Đại học GTVT (cơ sở 2)
  21. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 21 phương tiện lưu thông cũng như tiết kiệm chi phí điện năng. Đó là hoạt động đổi mới và điều này cũng thể hiện khả năng đánh giá, phân tích độc lập. Như vậy, với việc sử dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ, người học đã có được công cụ mang tính định hướng nhằm tìm kiếm giải pháp nhanh và chính xác hơn, hạn chế được nhiều các phương án thử sai, đồng thời có cách tiếp cận tìm kiếm hệ thống các giải pháp. Đi xa hơn nữa, nhóm cũng nêu lên được những ứng dụng quan trọng khác từ ý tưởng này, chẳng hạn, dùng máy phát điện loại nhỏ gắn trên các ngọn cây ở những cánh rừng sử dụng năng lượng gió để chạy những con chíp báo động khi có cháy rừng, các vùng gần biển trên các con đường có thể bố trí các tua pin gió tạo điện năng thắp sáng đèn đường (có thể ứng dụng ở Việt Nam) (nguyên tắc tự phục vụ, nguyên tắc vạn năng). Hay một nhóm sinh viên khác từ hiện tượng tai nạn giao thông gia tăng đã xác định bài toán cần giải quyết là: 1) Xác định các loại phanh sử dụng trong phương tiện giao thông, ví dụ, ô tô. 2) Xác định cách tiếp cận giải quyết: Phân tích các ưu, nhược điểm các loại phanh. 3) Đưa ra ý tưởng thiết kế hệ thống phanh từ 5) Biến ý tưởng đó thành kế hoạch hành động, phân công công việc thực hiện dự án 6) Thiết kế phanh từ, cho vận hành. Phân tích điểm được và chưa được, từ đó nêu biện pháp cải tiến. Sản phẩm của các nhóm không chỉ là các bài trình chiếu mà sinh viên còn thiết kế các trang web để giới thiệu sâu hơn các vấn đề của dự án cũng như họ đã chế tạo các sản phẩm thật: máy phát điện; bo mạch dùng trong máy dò kim loại sử dụng trong các công trình xây dựng, giao thông; phanh từ, Bài trình bày của các nhóm được soạn thảo theo hướng mở, có tính tương tác cao giữa người trình bày (nhóm thực hiện) với người theo dõi thông qua các câu hỏi mở khi đề xuất vấn đề và giải pháp thực hiện Điều đó làm cho không khí lớp học sôi nổi và không có sự khác biệt nhiều về vai trò giữa nhóm thực hiện dự án và khán giả. Sự lĩnh hội kiến thức một cách sáng tạo, có phê phán cũng được thể hiện rất rõ khi các nhóm trình bày. Trong quá trình giải quyết nhiệm vụ dự án, các nhóm đều đưa ra được giải pháp và thực hiện được giải pháp, điều đó chứng tỏ sinh viên bước đầu hình thành năng lực giải quyết vấn đề. Kết quả thu được từ 6 nhóm cũng thể hiện được sự chủ động tích cực, sáng tạo trong học tập. Quá trình thực hiện sản phẩm dự án, buộc sinh viên phải so sánh, sắp xếp, phân loại, sử dụng tương tự và khái quát hóa các vấn đề về kĩ thuật, như vậy tư duy kĩ thuật của họ đã được rèn luyện tốt. Ngoài ra dạy học dự án đã phát triển được các kĩ năng trong cuộc sống như kĩ năng giao tiếp, kĩ năng làm việc nhóm, kĩ năng tìm kiếm và đánh giá thông tin, kĩ năng thực hành giỏi 4. Kết luận Với những kết quả rất tích cực từ phía người học, việc tích hợp lý thuyết giải các bài toán sáng chế trong quá trình tổ chức dạy học dự án các ứng dụng kỹ thuật của vật lí mở ra hướng áp dụng dạy học dự án tích hợp lý thuyết TRIZ cho một số nội Đỗ Hương Trà. Khoa Vật lí, ĐH Sư phạm Hà Nội ;Nguyễn Thanh Nga. Đại học GTVT (cơ sở 2)
  22. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 22 dung có nhiều ứng dụng thực tiễn, nhất là môn vật lí đại cương trong các trường đại học kỹ thuật. Đây cũng là một trong những con đường rèn tư duy kĩ thuật. Tài liệu tham khảo 1. Đỗ Hương Trà. Dạy học dự án và tiến trình thực hiện. Tạp chí GD số 157/2007. Trang 12-14, 23. 2. Nguyễn Thanh Nga, Đỗ Hương Trà. Tổ chức dạy học dự án một số nội dung kiến thức Vật lí đại cương ngành kỹ thuật trường đại học GTVT. Tạp chí Thiết Bị Giáo Dục, số 55/2010, trang 12-15. 3. Phan Dũng. Phương pháp luận sáng tạo. Nhà xuất bản trẻ. 2010 4. Nguyễn Văn Tuấn. Phương pháp dạy kỹ thuật chuyên ngành. 2007 5. Guenrich Alshuller. 40 principes d’innovation TRIZ. Edition Seredlinski 6. Thomas, J.W. Dạy học theo dự án- Tổng quan. Novato, CA: Viện giáo dục Buck, 1998. 7. Christiansen, J, 2004. Project based learning. 8. www.hcmuns.edu.vn Đỗ Hương Trà. Khoa Vật lí, ĐH Sư phạm Hà Nội ;Nguyễn Thanh Nga. Đại học GTVT (cơ sở 2)
  23. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 23 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THƢ VIỆN ĐIỆN TỬ HỖ TRỢ DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƢỜNG THPT TS. Nguyễn Thị Nhị, Khoa Vật lí, Truờng Đại học Vinh HVCH Mai Đại Phuơng, Trường Đại học Vinh 1. Thƣ viện điện tử E-library là chữ viết tắt của Electronic Library (thư viện điện tử) là một thuật ngữ mới đang được quan tâm, chú ý của rất nhiều người. Hiện nay, có rất nhiều quan điểm khác nhau về khái niệm thư viện điện tử. Theo Philip Baker, thư viện điện tử là thư viện lưu trữ và phục vụ cả ấn phẩm lẫn tư liệu điện tử (tư liệu số hóa). Theo Từ điển Bách khoa Việt Nam: Thư viện điện tử là thư viện mà các quá trình cơ bản về nghiệp vụ dựa trên cơ sở máy tính và các phương tiện hỗ trợ khác. Tuy có nhiều quan niệm khác nhau về khái niệm thư viện điện tử nhưng qua nghiên cứu, chúng tôi đã rút ra được dấu hiệu đặc trưng của thư viện điện tử là sử dụng phổ biến các phương tiện điện tử trong lưu trữ, tìm kiếm và cung cấp thông tin. Thư viện điện tử chứa nhiều file thông tin dưới dạng video, tranh ảnh, hình vẽ, sách báo, văn bản, âm thanh, nguồn tư liệu này phong phú, sinh động và được cập nhật thường xuyên, đó là nguồn tư liệu mà thư viện truyền thống không thể cung cấp được. Với thư viện điện tử, người đọc có thể truy cập thông tin mọi lúc, mọi nơi với tốc độ nhanh nhất, chi phí thấp nhất và tiết kiệm thời gian nhất. Dựa trên những dấu hiệu đặc trưng đó, theo chúng tôi, thư viện điện tử là thư viện sử dụng các phương tiện điện tử trong việc lưu trữ, tìm kiếm và cung cấp thông tin. So với thư viện truyền thống, thư viện điện tử có một số ưu điểm nổi bật sau: Thứ nhất, không bị giới hạn bởi không gian và thời gian: điều này cho phép người sử dụng có thể truy cập thông tin mọi lúc, mọi nơi với thời gian nhanh nhất và với chi phí thấp nhất. Thư viện điện tử phục vụ theo nhu cầu của người đọc, không nhất thiết phải bám theo một thời gian biểu cố định. Vì thế người đọc có thể tự điều chỉnh quá trình học, kiểm soát tốc độ học, công cụ học tập, địa điểm học cũng như khối lượng kiến thức mà họ muốn thu nhận. Họ được tự mình quyết định cách thức thu nhận kiến thức, kỹ năng phù hợp với khả năng và phong cách học của chính mình. Thư viện điện tử thích hợp với mọi đối tượng bạn đọc có hoàn cảnh, lứa tuổi khác nhau, đặc biệt là ở những nơi xa cách trung tâm, cơ sở giáo dục hay người tàn tật hạn chế trong đi lại. Thứ hai tính hấp dẫn: Với khả năng lưu trữ, trình xuất và chế biến thông tin phong phú và đa dạng của MVT, thư viện điện tử cung cấp tư liệu dưới dạng tích hợp giữa văn bản, hình ảnh, âm thanh, Người sử dụng không chỉ tìm thấy một nguồn tư liệu "khô cứng" trên giấy mà còn xem các ví dụ minh họa trực quan, thậm chí còn có thể tương tác với tư liệu nên khả năng nắm bắt kiến thức cũng tăng lên. Thứ ba, tính cập nhật: Với sự phát triển mạnh mẽ trong tất cả các lĩnh vực của đời sống, nguồn tri thức nhân loại đang tăng lên hàng ngày, hàng giờ, nguồn tư liệu trên thư viện có thể thay đổi, cập nhật dễ dàng đảm bảo tính chính xác, khoa học nhằm đáp ứng nhu cầu của người đọc. TS. Nguyễn Thị Nhị, Khoa Vật lí ; HVCH Mai Đại Phương, Trường Đại học Vinh
  24. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 24 Thứ tư là truy cập ngẫu nhiên: Bảng danh mục ảnh tĩnh,ảnh động - Flash, video, giáo án, bài giảng điện tử, bài tập, sẽ cho phép người đọc chủ động lựa chọn đơn vị tri thức, tài liệu liên quan trực tiếp nhất tới kiến thức nền tảng, nhiệm vụ và công việc của mình tại thời điểm đó. Người đọc có thể mở rộng kiến thức cho mình với sự giúp đỡ của những tài liệu trực tuyến. Thứ năm là có tính hợp tác và phối hợp: Người đọc có thể dễ dàng trao đổi với nhau, với giáo viên qua mạng trong quá trình sử dụng. Các trao đổi này có tác dụng hỗ trợ tích cực cho quá trình học tập của người học. 2. Thiết kế thƣ viện điện tử phục vụ dạy học vật lí Về nguyên tắc xây dựng: Thư viện điện tử phải phù hợp với nội dung cần trình bày.Thư viện điện tử phải phù hợp với đối tượng sử dụng. Thư viện điện tử phải có cấu trúc và hình thức phù hợp. Thư viện điện tử phải đảm bảo tính nhanh chóng và tiện lợi. Chẳng hạn, chúng tôi đã xây dựng thư viện điện tử cho phần "Chất khí". Sau khi nghiên cứu nội dung chương trình và các kiến thức liên quan về chất khí, chúng tôi đã sưu tầm các tài liệu và thiết kế các thí nghiệm có thể được sử dụng khi dạy học phần này; sắp xếp các tài liệu theo từng chủ đề rồi thiết kế thư viện điện tử cho phần chất khí. Nội dung của thư viện điện tử được chia thành các mục như sau: sách, tranh ảnh tĩnh, ảnh động, video, bài tập, giáo án, bài giảng điện tử, vật lí vui và kiến thức mở rộng. Ngoài ra thư viện còn tích hợp thêm công cụ tìm kiếm và từ điển vật lí. Để sử dụng thư viện điện tử, người đọc cần cài đặt một số phần mềm như: SQL2000, Dotnet, Flash, Interner Explorer hay Firefox, Sau khi cài đặt xong, thư viện điện tử sẽ chạy trên nền của SQL2000, các ảnh động thì cần hỗ trợ của Flash, Để sử dụng người đọc nên vào trang chủ, đây là trang web mà người sử dụng sẽ thấy đầu tiên khi truy cập vào thư viện điện tử cho phần chất khí mà chúng tôi đã xây dựng: Hình 1: Site trang chủ thư viện “Chất khí” Trang chủ đóng vai trò như một điểm nhập logic của hệ thống trang web trong website. Với khả năng hiển thị cao của trang chủ nên các menu liên kết hay phần giới thiệu cho Site (trang con của trang chủ) được đặt tại đây để liên kết đến. Từ trang chủ, người sử dụng có thể click vào các liên kết để mở các trang web trong cùng một Site TS. Nguyễn Thị Nhị, Khoa Vật lí ; HVCH Mai Đại Phương, Trường Đại học Vinh
  25. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 25 hay của các Site khác. Ngoài ra, trên trang chủ còn đặt link tới mục tìm kiếm trên Internet giúp người dùng có thể tìm thông tin mình cần trong hệ thống mạng Internet. + Sách: gồm sách bao gồm SGK, sách bài tập, sách giáo viên của cả hai ban cơ bản và nâng cao. Một bộ sách được thiết kế trên một mục với mục lục tương ứng với từng bài trong chương "Chất khí". Người đọc chỉ cần chọn sách, chọn bài thì nội dung tương ứng sẽ được liệt kê ở bên phải màn hình. + Hình ảnh động: Tư liệu hình ảnh động, gồm các hình vẽ, ảnh chụp các hiện tượng, quá trình vật lí hay mô phỏng các thí nghiệm ở chương "Chất khí". Nguồn tài liệu này được khai thác từ nhiều nguồn khác nhau và chạy trên phần mềm Flash nếu có đuôi là *.swf hoặc chạy trên môi trường Windows nếu có đuôi là *.gif. Tư liệu hình ảnh cũng được trình bày theo thứ tự từng đơn vị kiến thức. Muốn tìm ảnh động của đon vị kiến thức nào, người sử dụng chỉ cần click vào mục Hình ảnh động, chọn kiến thức tương ứng, các hình ảnh liên quan sẽ được liệt kê ra. Nguồn tư liệu hình ảnh động được thiết kế nhằm mô phỏng các thí nghiệm, quá trình, hiện tượng vật lí không thể thực hiện trực tiếp hay khó quan sát bằng mắt thường. Hình ảnh động sẽ giúp HS dễ dàng nắm bắt các kiến thức khó, trừu tượng. Hình 2: Site “Hình ảnh động” thư viện “Chất khí” + Hình ảnh tĩnh: Tư liệu hình ảnh tĩnh là những hình ảnh có liên quan đến nội dung bài học. Hình ảnh tĩnh bao gồm các hình ảnh trong SGK, các hình ảnh mở rộng mà giới hạn của SGK chưa có điều kiện trình bày. Thư viện điện tử đã tiến hành thu thập các hình ảnh và trình bày chúng thành những mục tương ứng với từng bài, giữa những mục đó luôn có liên kết tạo điều kiện cho người đọc dễ dàng di chuyển đến địa chỉ cần tìm. Khi chọn hình ảnh nào người đọc chỉ cần click vào hình tương ứng, các liên kết sẽ đưa người đọc tới nguồn với kích thước nguyên vẹn của hình ảnh, người đọc sẽ tiến hành lưu trữ và chỉnh sữa theo yêu cầu của mình. + Video: Nguồn tư liệu video nhằm cung cấp cho người sử dụng những đoạn phim phục vụ cho bài dạy của mình. Video được sử dụng khi nghiên cứu những đề tài không thể làm được thí nghiệm, không có thí nghiệm hoặc thí nghiệm không thành công hoặc TS. Nguyễn Thị Nhị, Khoa Vật lí ; HVCH Mai Đại Phương, Trường Đại học Vinh
  26. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 26 các đối tượng, hiện tượng và quá trình vật lí không thể quan sát, đo đạc trực tiếp do chúng quá nhỏ hoặc quá to các quá trình diễn ra quá nhanh. Ngoài ra, ở mục này còn cung cấp một số video tiết dạy mẫu để HS có thể học dạng offline hoặc GV thảm khảo các tiết dạy mẫu. Hình 3: Site “video” trong thư viện “Chất khí” + Giáo án và Bài giảng điện tử: Trong các tư liệu này, việc hình thành các Site Giáo án và Site Bài giảng điện tử đã thể hiện thế mạnh và hiệu quả của website trong việc soạn giáo án và thiết kế và trình diễn các bài giảng điện tử . Ngoài ra tác giả còn tích hợp vào bài giảng các video thí nghiệm do chính tác giả chế tạo và tiến hành hay các thí nghiệm ảo, được liên kết đến các mục chứa ảnh, thư mục chứa video, bài tập trắc nghiệm, Ngoài ra tác giả còn sưu tầm từ đồng nghiệp các giáo án và bài giảng điện tử để người đọc tham khảo. Với các Site này, GV sẽ tham khảo các giáo án và các bài giảng điện tử của các giáo viên khác hay bản thân HS cũng có thể dùng để tự học. + Bài tập: Nguồn tư liệu bài tập gồm cả bài tự luận và trắc nghiệm, các đề thi và đề kiểm tra nhằm giúp GV tổ chức cho HS ôn luyện một cách có hệ thống kiến thức cơ bản và nắm vững phương pháp giải các loại bài tập vật lí. Các Site bài tập này đều có đề bài tập và đáp án rõ ràng. Sử dụng các Site này, GV và HS sẽ thuận lợi nhiều trong việc ôn luyện và khắc sâu hệ thống kiến thức vật lí. Đồng thời HS sẽ dễ dàng tiếp cận với lượng bài tập đa dạng và phong phú để có thể tự rèn luyện kỹ năng giải bài tập của mình. + Kiến thức mở rộng: Nguồn tư liệu mở rộng gồm các kiến thức bên ngoài mà SGK không có điều kiện trình bày như một số hiện tượng, quá trình vật lí xẩy ra trong tự nhiên liên quan đến kiến thức đã học, lịch sử các nhà khoa học trong chương này như Bôi-lơ Ma-ri-ốt, Gay-luy-xắc, Sác-lơ, Men-đê-lê-ép, Giúp người đọc hiểu được đời tư và sự nghiệp của các nhà khoa học, mở rộng vốn kiến thức của mình. + Vật lí vui: Mục đích xây dựng nguồn tư liệu Vật lí vui là giới thiệu với người đọc những ứng dụng của Vật lí trong đời sống, những tin tức Vật lí, mở rộng các kiến thức cơ bản có trong SGK và một số thí nghiệm đơn giản nhằm kích thích sự hoạt TS. Nguyễn Thị Nhị, Khoa Vật lí ; HVCH Mai Đại Phương, Trường Đại học Vinh
  27. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 27 động của trí tưởng tượng khoa học, tập cho các em HS suy nghĩ theo tinh thần của khoa học Vật lí và phát triển thói quen áp dụng kiến thức vào nhiều mặt hoạt động. Đồng thời, cho các em hiểu được rằng những định luật Vật lí không phải chỉ áp dụng trong thiết bị máy móc tinh vi, mà còn thể hiện qua các các hiện tượng trong giới tự nhiên. Điều đó giúp các em lĩnh hội được một cách tích cực thực tế xung quanh mình và phát triển tư duy Vật lí. + Hướng dẫn: Để bạn đọc sử dụng thư viện một cách hiệu quả và đạt được mục đích của mình, thư viện điện tử tích hợp thêm Site Hướng dẫn sử dụng thư viện điện tử. Tất cả các thông tin được đưa trên thư viện, chúng tôi đã sưu tầm và thiết kế và có chọ lọc. Khi đưa các tài liệu lên ở thư viện, chúng tôi đều chỉ rõ nguồn của tư liệu đó để người sử dụng có được kênh tham khảo thêm. 3. Sử dụng thƣ viện điện tử trong dạy học vật lí Để sử dụng thư viện điện tử một cách thuận lợi, chúng tôi đã tiến hành thiết kế các tư liệu theo từng bài cụ thể. Bên cạnh đó, để tăng cường chức năng hỗ trợ của thư viện điện tử, chúng tôi đã tiến hành xây dựng công cụ tìm kiếm để người đọc có thể tìm thêm thông tin trên mạng. - Tìm kiếm thông tin: Thông tin trên thư viện điện tử khá phong phú, liên quan đến toàn bộ nội dung chương "Chất khí". Do đó, việc xác định các nguồn tài liệu sẽ giúp chúng ta loại ra những tài liệu không cần thiết, từ đó tiết kiệm thời gian và công sức. Vì vậy, để nâng cao hiệu quả khi tìm kiếm thông tin cần phải thực hiện một số bước nhất định: Xác định rõ mục đích sử dụng thông tin, chuẩn bị các từ khóa cần tìm, dùng công cụ dò tìm, lập chiến thuật tìm kiếm. - Lưu trữ thông tin: lưu và tải xuống thông tin, quản lý file và thư mục. - Xử lý, chế biến thông tin: Sau khi tìm kiếm và lưu trữ thông tin trong máy, tuy tác giả đã sử dụng, xử lý và chế biến thông tin sao cho phù hợp với nhu cầu sử dụng. - Góp ý kiến cho thông tin chứa trong thư viện điện tử. - Sử dụng thông tin: + GV có thể sử dụng và tham khảo các giáo án và bài giảng điện tử trên thư viện điện tử để bổ sung cho bài giảng điện tử của mình. Tham khảo các bài tập, đề thi, đề trắc nghiệm trên thư viện điện tử để ra đề thi, đề kiểm tra hoặc các bài tập về nhà cho HS của mình. Có thể mở rộng kiến thức cho HS dựa vào các mô phỏng trên thư viện điện tử. Cũng có thể lấy ý tưởng cho ngoại khóa Vật lí thông qua các câu đố vật lí vui trên thư viện điện tử hoặc trong tài liệu hướng dẫn ngoại khóa vật lí. + Với HS, có thể đọc thêm để củng cố, khắc sâu kiến thức, làm các bài tập để củng cố kỹ năng, kỹ xảo của mình. Xem các video, hình ảnh, đọc phần kiến thức mở rộng, vật lí vui để mở rộng kiến thức của mình về chương "Chất khí", để có cách nhìn tổng quát hơn, thực tế hơn, hoặc để chuẩn bị hoặc ôn tập bài học. TS. Nguyễn Thị Nhị, Khoa Vật lí ; HVCH Mai Đại Phương, Trường Đại học Vinh
  28. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 28 + Sử dụng thư viện điện tử hỗ trợ dạy học kiến thức chương "Chất khí": Sử dụng thư viện điện tử để tìm các tư liệu cho việc đặt vấn đề vào bài; để dạy các khái niệm; dạy các định luật; để củng cố, vận dụng và kiểm tra, đánh giá kiến thức; 4. Kết luận Qua quá trình thực nghiệm sư phạm, với sự phân tích và xử lý các kết quả nhận được về mặt định tính và định lượng, chúng tôi đã có cơ sở để khẳng định hiệu quả của việc khai thác và sử dụng thư viện điện tử trong dạy học. Thông qua các hình ảnh, flash, mô phỏng và video clips thí nghiệm vật lí, GV chủ động và sáng tạo trong việc tổ chức hoạt động học tập cho HS. Việc giảng dạy với sự hỗ trợ của bài giảng điện tử đã tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS, thực sự góp phần đổi mới PPDH ở trường phổ thông. Thư viện điện tử sẽ giúp cho GV tiết kiệm được rất nhiều thời gian tìm kiếm tư liệu, tạo điều kiện thuận lợi trong việc thiết kế bài giảng điện tử, trao đổi kinh nghiệm và tài liệu với nhau nhằm đổi mới PPDH Vật lí ở trường phổ thông. Với một hệ thống bài tập và sách tham khảo khá phong phú, thư viện sẽ là nguồn tài liệu hỗ trợ HS trong việc tự ôn tập và đánh giá kết quả học tập. Tài liệu tham khảo 1. Lương Duyên Bình (tổng chủ biên) (2009), Sách giáo viên Vật lí 10 cơ bản, NXB GD. 2. Lương Duyên Bình (tổng chủ biên) (2009), Vật lí 10 cơ bản, NXB Giáo dục 3. Hồ Tùng Linh (2006), Nghiên cứu thiết kế tài liệu điện tử hỗ trợ dạy học Vật lí 10 THPT, luận văn thạc sĩ, ĐHSP Huế. 4. Nguyễn Thế Khôi (tổng chủ biên) (2009), Sách giáo viên Vật lí 10 nâng cao, NXB GD. 5. Nguyễn Thế Khôi (tổng chủ biên) (2009), Vật lí 10 nâng cao, NXB Giáo dục. TS. Nguyễn Thị Nhị, Khoa Vật lí ; HVCH Mai Đại Phương, Trường Đại học Vinh
  29. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 29 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG ĐỂ DẠY HỌC CHƢƠNG “DÕNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƢỜNG” (VẬT LÍ 11) PGS.TS Mai Văn Trinh-Ths. Nguyễn Ngọc Lê Nam Chương "Dòng điện trong các môi trường" trình bày các hiện tượng vĩ mô liên quan đến các dòng điện trong các môi trường như hiện tượng tỏa nhiệt trong dây dẫn, hiện tượng siêu dẫn, hiện tượng điện phân, hiện tượng phóng điện trong chất khí. Nội dung của chương này cũng đề cập đến bản chất dòng điện trong các môi trường, trong đó chú ý đến bản chất của các hạt tải điện và phương thức chuyển dời có hướng của chúng để tạo thành dòng điện. Đây là những nội dung khó và trừu tượng. Trong dạy học nếu giáo viên (GV) chỉ sử dụng các thí nghiệm truyền thống thì rất khó để làm cho học sinh hiểu rõ bản chất của các hiện tượng vật lí. Việc xây dựng và sử dụng các thí nghiệm mô phỏng (TNMP) nhằm hỗ trợ quá trình dạy học vật lí (DHVL) sẽ góp phần nâng cao hứng thú học tập, phát huy tính tích cực và tự lực của học sinh (HS), từ đó góp phần nâng cao chất lượng quá trình DHVL ở trường trung học phổ thông. 1. Sử dụng TNMP trong dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông Thí nghiệm mô phỏng có thể được sử dụng ở nhiều giai đoạn khác nhau của tiến trình dạy học Vật lí với các mục tiêu cụ thể nhằm đạt được kết quả cao nhất của bài dạy học. Qua thực tiễn sử dụng các TNMP chúng tôi thấy rằng TNMP không thể thay thế hoàn toàn cho thí nghiệm thực. Tuy nhiên, nếu sử dụng hợp lí thì sẽ khai thác được những thế mạnh của TNMP mà các thí nghiệm thực rất khó hoặc đôi khi không thể thực hiện được. Sử dụng TNMP có thể cung cấp cho HS các kiến thức một cách trực quan, làm cho nguồn thông tin HS thu nhận được trở nên đáng tin cậy hơn, việc giảng dạy trở nên cụ thể hơn, từ đó học sinh tăng thêm khả năng tiếp thu về những thuộc tính bản chất của các sự vật, hiện tượng và các quá trình phức tạp mà bình thường HS khó nắm vững được. Mặt khác, rút ngắn được thời gian lĩnh hội kiến thức cũng như dễ dàng gây được cảm hứng và sự chú ý của học HS, từ đó góp phần nâng cao hiệu quả của việc giảng dạy vật lí ở trường phổ thông. 2. Xây dựng và sử dụng TNMP trong dạy học chƣơng “Dòng điện trong các môi trƣờng” Vật lí lớp 11 Chương dòng điện trong các môi trường đề cập đến dòng điện trong kim loại, dòng điện trong chất điện phân, dòng điện trong chân không, dòng điện trong chất khí và dòng điện trong chất bán dẫn. PGS.TS Mai Văn Trinh ;Ths. Nguyễn Ngọc Lê Nam
  30. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 30 Việc nghiên cứu bắt đầu từ dòng điện trong kim loại là hợp lí vì kiến thức trong bài này liên hệ trực tiếp với chương trình vật lí ở bậc trung học cơ sở, đường đặc tuyến Vôn- Ampe đối với kim loại là đơn giản nhất. Việc nghiên cứu dòng điện trong các môi trường khác nhau dựa trên cơ sở thuyết electron cổ điển. Trên cơ sở nghiên cứu dòng điện trong các môi trường, xây dựng một quan điểm thống nhất của sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế và cơ chế dẫn điện của môi trường đó. Qua nghiên cứu nội dung chương “Dòng điện trong các môi trường” vật lí lớp 11 nâng cao, chúng tôi thấy, để HS nắm vững những khái niệm và bản chất các hiện tượng là hết sức khó khăn. Bởi vì, những kiến thức trong chương rất khó và trừu tượng. Các thí nghiệm hiện có để dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” ở các trường THPT không thể đáp ứng được tốt những yêu cầu của việc dạy và học. Vì vậy, khi dạy học chương này, để giúp học sinh hiểu được bản chất của dòng điện trong các môi trường dựa trên khái niệm về dòng điện mà các em đã được học ở cấp trung học cơ sở là rất khó, nếu chúng ta mô phỏng được chuyển động của các hạt tải điện dưới tác dụng của lực điện trường thì sẽ dễ dàng hình thành khái niệm về dòng điện. Để khắc phục khó khăn nêu trên, chúng tôi đã nghiên cứu xây dựng phần mềm TNMP (Flash Nam-Huy) để dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường”. Sử dụng phần mềm Flash, chúng tôi xây dựng được các TNMP có thể thao tác giống các thí nghiệm thực, ngoài ra còn mô tả được sự dịch chuyển của electron trong bài “Dòng điện trong kim loại”, chuyển động của các ion dương, ion âm trong bài “Dòng điện trong chất điện phân”, chuyển động của các ion dương, ion âm và electron trong bài “Dòng điện trong chất khí”, sự chuyển động của các electron và lỗ trống trong bài “Dòng điện trong chất bán dẫn”. Đặc biệt, phần mềm này có ưu điểm nổi bật là thu thập số liệu và vẽ đồ thị cho từng thí nghiệm. Trong dạy học, GV có thể sử dụng các TNMP này để giúp HS hiểu sâu sắc hơn về các hiện tượng và các quá trình tự nhiên, về bản chất thế giới xung quanh. Theo chúng tôi, việc xây dựng và sử dụng phần mềm TNMP vào quá trình dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” là cần thiết và phù hợp với quy luật nhận thức vật lí của HS. Nó giúp cho GV thực hiện tốt hơn hoạt động dạy học, đặc biệt là tăng cường tính tích cực, kích thích hứng thú học tập, qua đó nhằm nâng cao kĩ năng, kĩ xảo của HS, làm cho HS say mê hơn khi học tập môn Vật lí. 3. Một số ví dụ về việc sử dụng TNMP để hỗ trợ thí nghiệm thực khi dạy học chƣơng “Dòng điện trong các môi trƣờng”. Ví dụ 1: Khi dạy học bài 17 “Dòng điện trong kim loại”, để giúp HS hiểu rõ hơn về bản chất và sự dịch chuyển của electron dưới tác dụng của điện trường thì GV có thể sử dụng TNMP để cho các em thấy rõ sự dịch chuyển của các electron và sự phụ thuộc của dòng điện vào hiệu điện thế trong từng trường hợp khi nhiệt độ kim loại không đổi và khi nhiệt độ thay đổi mà với thí nghiệm thực ta không thể làm được. PGS.TS Mai Văn Trinh ;Ths. Nguyễn Ngọc Lê Nam
  31. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 31 Hình 3.1. TNMP khảo sát dây tóc bóng đèn Ví dụ 2: Khi dạy học bài 19 “Dòng điện trong chất điện phân”, để làm cho HS hiểu rõ bản chất và sự dịch chuyển của các ion dương và ion âm dưới tác dụng của điện trường là khó khăn nếu ta chỉ dùng các TN truyền thống. Việc dạy học sẽ dễ dàng hơn nếu ta sử dụng TNMP. Bằng TNMP giáo viên có thể cho HS thấy rõ bằng hình ảnh sự chuyển dời của các ion dương và âm khi bị phân li dưới tác dụng của điện trường ngoài. Hình 3.2 TNMP về dòng điện trong chất điện phân Ví dụ 3: Khi dạy học bài 21 “Dòng điện trong chân không”, để làm cho học sinh hiểu được bản chất, tính chất của dòng điện trong chân không và đường đặc tuyến vôn-ampe của dòng điện trong chân không là rất khó khăn. Thiết bi thí nghiệm để dạy học bài này ở trường THPT không có, vì thế việc sử dụng TNMP để dạy học bài này là rất cần thiết và hữu ích. TNMP mà chúng tôi xây dựng có thể làm cho học sinh thấy rõ được điều kiện xuất hiện dòng điện trong chân không và bản chất của nó, ngoài ra phần mềm có thể giúp ta vẽ đường đặc tuyến V-A của dòng điện trong chân không từ đó GV giúp HS hiểu rõ sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chân không vào hiệu điện thế, khi nào thì dòng điện trong chân không bảo hoà. PGS.TS Mai Văn Trinh ;Ths. Nguyễn Ngọc Lê Nam
  32. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 32 Hình 3.3. TNMP về dòng điện trong chân không 4. Kết luận Sử dụng các thí nghiệm thực để giảng dạy và học tập trong các tiết học Vật lí là một yêu cầu bắt buộc, không thể thiếu trong dạy học vật lí ở trương THPT. Tuy nhiên, đối với một số bài học cụ thể chúng ta có thể TNMP để hỗ trợ cho thí nghiệm thực nhằm giúp HS hiểu rõ hơn bản chất của các hiện tượng vật lí. Với những kiến thức vật lí đặc trưng của chương “Dòng điện trong các môi trường”, cũng như qua thực tế giảng dạy ở trường phổ thông, chúng tôi nhận thấy, việc sử dụng các TNMP vào quá trình dạy học đã làm tăng tính trực quan của các hiện tượng vật lí. Tạo được hứng thú và cơ sở phát triển khả năng tư duy của HS, làm cho HS hiểu và nhớ lâu các kiến thức đã học, tạo niềm ti đối với khoa học. Từ đó đã góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lí ở trường phổ thông. Tài liệu tham khảo 1. Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên). Vâtl lí 11 nâng cao. NXB giáo dục, HN 2007. 2. Nguyễn Đức Thâm (Chủ biên)- Nguyễn Ngọc Hưng- Phạm Xuân Quế. Phương pháp dạy học Vật lí ở trường phổ thông. NXB ĐHSP, HN 2003. 3. Mai Văn Trinh, Nâng cao hiệu quả dạy học vật lí ở trường THPT nhờ việc sử dụng MVT và các phương tiện dạy học hiện đại. Đại Học Vinh (LA TS 2001) 4. Phạm Hữu Tòng. Lí luận dạy học vật lí (tập 1). NXB Đại học sư phạm, HN 2008. 5. Phần mềm TNMP Flash Nam-Huy PGS.TS Mai Văn Trinh ;Ths. Nguyễn Ngọc Lê Nam
  33. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 33 PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC TOÁN LỚP 6 THÔNG QUA HOẠT ĐỘNG GIÁO KHOA Từ Đức Thảo,trường Đại học Vinh Nguyễn Duy Khanh, trường THCS Thanh Trù, Vĩnh Yên, Vĩnh Phúc I. Việc giao nhiệm vụ cho học sinh phù hợp với những hiểu biết thực tế, những kiến thức, kĩ năng đã học của học sinh để từ nhiệm vụ đó học sinh nắm bắt được kiến thức của bài học sẽ phát huy được tính tích cực, chủ động và sáng tạo của học sinh. Trong quá trình dạy học, chúng tôi luôn có ý thức đổi mới phương pháp. Một hướng dạy học mà chúng tôi quan tâm và đã áp dụng là dạy học thông qua hoạt động giáo khoa vì hướng dạy học này đáp ứng được yêu cầu mà chúng tôi nêu ra ban đầu. Qua nhiều tiết dạy thử nghiệm tại trường THCS Thanh Trù, Vĩnh Yên, Vĩnh Phúc, chúng tôi nhận thấy học sinh hứng thú học hơn và cho kết quả thật tốt. Trong phạm vi bài báo này, chúng tôi chỉ xin trình bày một bài mà chúng tôi đã vận dụng thành công hướng dạy học nói trên. II. Hoạt động giáo khoa là một nhiệm vụ học tập thoả mãn các điều kiện: (1) Phù hợp với chương trình; (2) Không được quá đơn giản, quá dễ dàng đến mức học sinh chỉ cần thực hiện trong một vài phút; nhưng ngược lại cũng không được quá khó đến mức học sinh phải suy nghĩ quá lâu hoặc không thể giải quyết được cho dù có hợp tác với những học sinh khác; (3) Được trình bày rõ ràng, dễ hiểu đối với mọi học sinh tham gia; (4) Nhiệm vụ này tự bản thân nó hoặc cùng với một số nhiệm vụ khác cũng thỏa mãn ba điều kiện trên phải tạo cho học sinh một trong các cơ hội sau: - Đi đến những phỏng đoán về kiến thức mới; - Đi đến kiến thức mới; - Hình thành biểu tượng hình ảnh về đối tượng sắp được học; - Hình thành kĩ năng mới; - Huy động những kiến thức đã được học để tổ chức lại những kiến thức này; - Huy động những kiến thức đã được học để vận dụng những kiến thức này vào đời sống thực tiễn.” Khi dạy bài “Ước chung và bội chung” - Toán 6, SGK, tập 1, trang 51 chúng tôi đã thiết kế và cho học sinh thực hiện các hoạt động giáo khoa hướng vào hai nội dung chính: ước chung và bội chung. 1. Hoạt động giáo khoa đi đến định nghĩa ƣớc chung của hai hay nhiều số. Hoạt động giáo khoa ƯỚC CHUNG được trình bày dưới đây, chúng tôi thiết kế để dạy học nội dung ước chung của 2 hay nhiều số. Mục đích của hoạt động giáo khoa Từ Đức Thảo,trường ĐH Vinh; Nguyễn Duy Khanh, trường THCS Thanh Trù, Vĩnh Yên, Vĩnh Phúc
  34. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 34 này là giúp học sinh khám phá định nghĩa ước chung: “Ước chung của hai hay nhiều số là ước của tất cả các số đó”. HOẠT ĐỘNG ƯỚC CHUNG a) Viết tập hợp các ước của 12 b) Viết tập hợp các ước của 18 c) Viết tập hợp ƯC(12, 18) gồm các số vừa là ước của 12, vừa là ước của 18 d) Các số thuộc tập hợp ƯC(12, 18) vừa tìm được ở trên gọi là ước chung của 12 và 18. Theo em, thế nào là ước chung của hai số, của ba số, của nhiều số. Kết quả đạt được ở hoạt động trên là 75% học sinh nêu được định nghĩa đúng về ước chung của hai hay nhiều số. Có 5/ 49 em chưa tìm đúng các ước của 12 và các ước của 18 nên không chọn ra được các số vừa là ước của 12, vừa là ước của 18 (chưa hoàn thiện bài làm). Có 8/49 em đã viết được tập hợp ƯC(12, 18) nhưng mới chỉ nêu được định nghĩa ước chung của hai số. 2. Hoạt động giáo khoa đi đến định nghĩa bội chung của hai hay nhiều số Hoạt động giáo khoa BỘI CHUNG được trình bày dưới đây, chúng tôi thiết kế để dạy học nội dung bội chung của 2 hay nhiều số. Mục đích của hoạt động giáo khoa này là giúp học sinh khám phá định nghĩa bội chung: “Bội chung của hai hay nhiều số là bội của tất cả các số đó”. HOẠT ĐỘNG BỘI CHUNG a) Viết tập hợp các bội của 4 b) Viết tập hợp các bội của 6 c) Viết tập hợp BC(4, 6) gồm các số vừa là bội của 4, vừa là bội của 6 d) Các số thuộc tập hợp BC(4, 6) vừa tìm được ở trên gọi là bội chung của 4 và 6. Theo em, thế nào là bội chung của hai hay nhiều số. Kết quả đạt được ở hoạt động thứ hai là 85% học sinh nêu được định nghĩa đúng. Có 5/ 49 em chưa tìm đúng các bội của 4 và các bội của 6 nên không chọn ra được các số vừa là bội của 4, vừa là bội của 6 (chưa hoàn thiện bài làm). 3/ 49 em đã viết được tập hợp BC(4, 6) nhưng mới chỉ nêu được định nghĩa bội chung của hai số. Khi được giao các nhiệm vụ trên, hầu hết học sinh rất hứng thu, các em đều cố gắng thi đua hoàn thành nhiệm vụ trước. Một số em mặc dù chưa đủ khả năng để phát biểu đúng định nghĩa ước chung và định nghĩa bội chung của hai hay nhiều số nhưng các em đã rất cố gắng để diễn tả những hiểu biết của mình về ước chung và bội chung của hai hay nhiều số. Khi dạy bài trên theo tiến trình như sách giáo khoa hiện thời (không giao nhiệm vụ cho học sinh thực hiện nhiệm vụ như trên) ở lớp khác, kết quả đạt được: cả hai mục Từ Đức Thảo,trường ĐH Vinh; Nguyễn Duy Khanh, trường THCS Thanh Trù, Vĩnh Yên, Vĩnh Phúc
  35. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 35 1 và 2 có 55%(14/ 25) học sinh nêu đúng định nghĩa ngay sau khi học. 11/25 em không nêu được định nghĩa ước chung của hai số và định nghĩa bội chung của hai số. Kết quả còn cho thấy thật tốt hơn ở giờ học sau (giờ luyện tập sau bài ước chung và bội chung). Đối với các lớp được học giờ trước theo hướng giao nhiệm vụ như trên, hầu hết các em đã phát biểu đúng định nghĩa ước chung và định nghĩa bội chung của hai hay nhiều số thì đều biết tìm ước chung và bội chung của hai số, ba số. Còn đối với lớp không được học theo hướng giao nhiệm vụ như trên thì có nhiều em phát biểu đúng định nghĩa nhưng không tìm được ước chung và bội chung của hai số, của ba số. Để người đọc hình dung được cách dạy hoạt động giáo khoa mà chúng tôi thiết kế cho bài học này, trong một tiến trình bài học cụ thể, ở đây, chúng tôi xin nêu rõ vị trí của hoạt đông giáo khoa trong bài học. ƯỚC CHUNG VÀ BỘI CHUNG Những số nào vừa là ước của 8, vừa là ước của 12 ? Những số nào vừa là bội của 4, vừa là bội của 6 ? Ta chỉ xét ước chung, bội chung của các số khác 0. 1. Ước chung HOẠT ĐỘNG ƯỚC CHUNG a) Viết tập hợp các ước của 12 b) Viết tập hợp các ước của 18 c) Viết tập hợp ƯC(12, 18) gồm các số vừa là ước của 12, vừa là ước của 18 d) Các số thuộc tập hợp ƯC(12, 18) vừa tìm được ở trên gọi là ước chung của 12 và 18. Theo em, thế nào là ước chung của hai số, của ba số, của nhiều số. Ước chung của hai hay nhiều số là ước của tất cả các số đó. x ƯC(a, b) nếu a x và b x Tương tự ta có: x ƯC(a, b, c) nếu a x , b x và c x 2. Bội chung HOẠT ĐỘNG BỘI CHUNG a) Viết tập hợp các bội của 4 b) Viết tập hợp các bội của 6 c) Viết tập hợp BC(4, 6) gồm các số vừa là bội của 4, vừa là bội của 6 d) Các số thuộc tập hợp BC(4, 6) vừa tìm được ở trên gọi là bội chung của 4 và 6. Theo em, thế nào là bội chung của hai hay nhiều số. Bội chung của hai hay nhiều số là bội của tất cả các số đó. Từ Đức Thảo,trường ĐH Vinh; Nguyễn Duy Khanh, trường THCS Thanh Trù, Vĩnh Yên, Vĩnh Phúc
  36. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 36 x BC(a, b) nếu x a và x b Tương tự ta có: x BC(a, b, c) nếu x a , x b và x c 3. Chú ý Tập hợp ƯC(4, 6) = {1; 2}, tạo thành bởi các phần tử chung của hai tập hợp Ư(4) và Ư(6), gọi là giao của hai tập hợp Ư(4) và Ư(6) (phần gạch sọc trên hình bên) Giao của hai tập hợp là một tập hợp gồm các phần tử chung của hai tập hợp đó. Ta kí hiệu giao của hai tập hợp A và B là A  B Như vậy Ư(4)  Ư(6) = ƯC(4, 6) ; B(4)  B(6) = BC(4, 6) ? . Cho hai tập hợp: A = {1; 3; 5; 7; x; y} ; B = {1; 2; 3; 4; a; b; x}. Tìm tập hợp A  B III. Với những kết quả thử nghiệm của bản thân qua các tiết dạy tại trường THCS Thanh Trù, Vĩnh Yên, Vĩnh Phúc, chúng tôi nhận thấy dạy học môn Toán ở trường THCS thông qua hoạt động giáo khoa thực sự phát huy được tính tích cực, chủ động và sáng tạo của học sinh, giúp học sinh nhận thức bài học tốt hơn. Tài liệu tham khảo 1. Trương Thị Vinh Hạnh. Dạy học môn toán ở trường THPT thông qua hoạt động giáo khoa. Nhà xuất bản Đại học Sư phạm, 2008. 2. Tôn Thân; Vũ Hữu Bình - Phạm Gia Đức - Trần Luận. SGK Toán 6 tập 1. Nhà xuất bản Giáo dục 2002. 3. Tôn Thân; Vũ Hữu Bình - Phạm Gia Đức - Trần Luận. Sách giáo viên Toán 6 tập 1. Nhà xuất bản Giáo dục 2002. Từ Đức Thảo,trường ĐH Vinh; Nguyễn Duy Khanh, trường THCS Thanh Trù, Vĩnh Yên, Vĩnh Phúc
  37. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 37 BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC TƢ DUY CỦA HỌC SINH BẰNG BÀI TẬP NGHỊCH LÍ VÀ NGỤY BIỆN TRONG CHƢƠNG” ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM” LỚP 10 Nguyễn Thị Hồng Sang Lớp Cao học LL&PPDH Vật Lí Khóa 18 1. Đặt vấn đề Theo xu hướng thi trắc nghiệm hiện nay có ưu điểm là giúp học sinh bao quát kiến thức hơn nhưng đồng thời cũng hạn chế khả năng suy diễn của các em về sự vật,hiện tượng vật lí. Vì thế ,cần phải có thêm một số loại bài tập bồi dưỡng tư duy logic của học sinh trong đó có bài tập nghịch lí và ngụy biện . Thực tế cho thấy bài tập nghịch lí và ngụy biện rất hiếm khi được sử dụng vì hai nguyên nhân cơ bản là tài liệu tham khảo rất hiếm và giáo viên không tự nghĩ ra được trong thời gian ngắn. Từ những vấn đề nêu trên tôi thấy chúng ta_những người thầy cần nghiên cứu nhiều hơn loại bài tập NL&NB này. 2. Cơ sở và tiến trình xây dựng bài tập nghịch lí và ngụy biện trong chƣơng “động học chất điểm”. 2.1. Cơ sở xây dựng loại bài tập nghịch lí và ngụy biện Chương “Động học chất điểm” là chương đầu tiên của chương trình vật lí lớp 10, học sinh vừa bước lên một bậc nhận thức cao hơn , kiến thức mà các em học được có rất nhiều điểm mới . Cho thấy học sinh cần có khả năng tư duy tốt thì mới chiếm lĩnh được tri thức trong chương này. Nhưng khả năng tư duy của học sinh đa phần không phải do thiên bẩm,mà nó được hình thành và hoàn thiện dần trong quá trình học tập. Nhiệm vụ của người thầy không chỉ là truyền đạt tốt kiến thức trong sách giáo khoa , hướng dẫn học sinh giải tất cả bài tập trong sách giáo khoa nằm hướng tới một con điểm tuyệt đối .Nhiều người thầy cho rằng như thế là hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ. Chúng ta –những giáo viên dạy Vật lí ,hơn ai hết phải hiểu rỏ tầm quan trọng của môn học.Vật lí học là cái nôi của triết học duy vật biện chứng, vì thế giáo viên Vật lí phải hình thành và dần hoàn thiện khả năng tư duy logic cho học sinh. Chương “động học chất điểm “có tính thực tiễn rất cao, những vấn đề mà chúng ta liên hệ luôn làm học sinh háo hức và hăng hái tìm cho mình câu trả lời hợp lí 2.2 Xây dựng một bài tập nghịch lí và ngụy biện như thế nào? 2.2.1 Tiến trình xây dựng Trước khi dạy chương này, ta cần chốt lại một số kiến thức mà có thể liên hệ nhiều trong cuộc sống mà nếu dùng trực giác và kiến thức vừa học rất có thể các em sẽ cho một đáp án sai. Nguyễn Thị Hồng Sang Lớp Cao học LL&PPDH Vật Lí Khóa 18
  38. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 38 Tìm tài liệu tham khảo hoặc một số hình ảnh minh họa . Soạn bài tập sao cho câu từ thật rõ ràng, nội dung hấp dẫn nhưng phải vừa tầm kiến thức của học sinh lớp 10. Giáo viên nhất thiết phải dự đoán được một số hướng trả lời của học sinh.Đồng thời soạn ra đáp án đúng Đến khi ra bài tập loại này, tùy theo mặt bằng chung mà giáo viên có sự vận dụng và phân công một cách hợp lí. Ví dụ : có thể chia tổ và cho bài tập này về nhà để các em làm hôm sau nộp lại. Hoặc là những bài tập luyện tập trên lớp khi ta dạy những lớp khá giỏi Điều cuối cùng là giáo viên cần có nghệ thuật “ đánh bóng” tác dụng của bài tập vừa giải đó đối với cuộc sống từ đó giúp học sinh khắc sâu kiến thức bài học. 2.2.2 Một số bài tập nghịch lí và ngụy biện trong chương “động học chất điểm” 2. 2.2.1 Nội dung bài tập điển hình Bài 1: Một người đi xe gắn máy đi đều từ A đến B với vận tốc 60 km/ h.Vừa đến B người ấy lập tức chạy trở ngược về A và cũng đi đều với vận tốc là 40km/h . Vậy vận tốc trung bình của người ấy là 50km/h vì vận tốc trung bình là trung bình cộng của các vận tốc . Hãy kiểm tra xem kết quả có chính xác không? Bài 2: một người chạy xe đạp bắt đầu chuyển động nhanh dần đều sau 10 giây thì vận tốc là 5m/s. a./Tìm gia tốc chuyển động nhanh dần đều của người đó. b./ Tìm vận tốc sau khi người này xuất phát được 5 phút.Em có nhận xét gì về kết quả mà em vừa tính được. Bài 3: Chúng ta đều biết mọi vật đều có quán tính . Nếu một người ngồi trên ô tô đang chuyển động thẳng đều, bổng gặp chướng ngại vật nên phanh gấp, thì thân người ấy sẽ bị ngã về phía trước. Nhưng các em có quan sát thấy khi ô tô sắp vào bến ,khi xe dừng lại thì hành khách họ lại ngã thân người về sau , tức là không tuân đúng theo định luật quán tính . Các em hãy suy nghĩ và tìm lời giải thích cho trường hợp này, hoặc phải chăng định luật quán tính là không đúng 2.2.2.2 lời giải Bài 1: Đa số học sinh cho rằng kết quả trên là đúng vì vận tốc trung bình là trung bình cộng của các vận tốc nên vtb = (v1 +v2 )/2=(60 +40)/2 =50 km/h Thật ra công thức tính vận tốc trung bình phải là vtb= s/t Trong đó : tổng quảng đường đi và về là: s= s1 + s2 =2 AB s1 s2 tổng thời gian đi và về: t t1 t2 v1 v2 suy ra độ lớn của vận tốc trung bình là: Nguyễn Thị Hồng Sang Lớp Cao học LL&PPDH Vật Lí Khóa 18
  39. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 39 2AB vtb .v1v2 v1 AB v2 AB 2.v1v2 vtb 48km/ h v1 v2 Bài 2: a./ chọn chiều dương là chiều chuyển động Gia tốc của chuyển động là : v v a 0 0,5m / s2 t b./ vận tốc đạt được sau khi xuất phát được 5 phút =300 s là v= v0 + a.t =150m/s =540 km/h nhận xét: về mặt áp dụng công thức và kết quả thu được là không sai nhưng đây là vận tốc của một chiếc máy bay, trên thực tế không con người nào có thể sản sinh ra một năng lượng để có được vận tốc như thế Bài 3: Trường hợp đầu thì học sinh đã được biết đến qua ví dụ của giáo viên trong quá trình xây dựng bài học. Nó hoàn toàn phù hợp với định luật quán tính. Nhưng trường hợp thứ hai là do ta chưa nói đến bản năng của người là do họ biết trước xe sắp dừng lại nên căng cơ ở chân để khỏi ngã về trước. Nhưng đến khi xe dừng lại thì các cơ đó chưa kịp dãn ra và chúng đẩy thân người ngã về phía sau. Ta dể dàng kiểm chứng được bản năng này nếu bên cạnh hành khách là một túi hành lí ,lúc người ngã về sau thì túi hành lí vẫn trượt về phía trước tuân đúng theo định luật quán tính. 3. Hƣớng sử dụng: Loại bài tập nghịch lí và ngụy biện được sử dụng trong lĩnh vực khoa học giáo dục ở các nước phát triển từ rất lâu. Ở nước ta hầu như còn mới và xa lạ đối với giáo viên . Nhưng trong bộ môn vật lí của chúng ta, hầu như chương nào trong chương trình ta đều có thể ra dạng bài tập này . Chúng ta cần lưu ý một điều là tùy vào mức độ khó của bài tập mà giáo viên đưa ra một phương giải ,chiến lược giải cho hợp lí Ví dụ: bài tập 1 và bài tập 2 tôi vừa nêu trên thì học sinh có thể giải được trên lớp sau đó chỉ cần chia nhóm thảo luận là có thể có được câu trả lời. Nhưng ở bài tập 3 , hiện tượng nghịch lí đó thì nhiều học sinh đã biết, nhưng muốn có một câu trả lời hợp lí phải cho các em thời gian quan sát tỉ mĩ hiện tượng lần nửa và thời gian suy nghĩ, thảo luận thì mới có câu trả lời theo cảm nhận của các em. 4. Kết luận: 4.1. Đánh giá tính khả thi: Cách đây ba năm tôi đã được nghe một em học sinh lớp 10 hỏi về hiện tượng mà tôi đã nêu trong bài tập 3 sau khi tôi dạy xong phần nội dung “quán tính”. Câu hỏi ấy cũng làm cả lớp thích thú đợi chờ câu trả lời từ cô giáo,những sự nghịch lí luôn làm Nguyễn Thị Hồng Sang Lớp Cao học LL&PPDH Vật Lí Khóa 18
  40. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 40 các em thích thú.Từ đó tôi nảy ra ý định phải xây dựng một loại bài tập nghịch lí như thế . nhưng tôi gặp khó khăn là tài liệu tham khảo không nhiều. Nhưng bằng quyết tâm ,tôi mài mò xây dựng mỗi chương một ít bài, sau ba năm tôi đã áp dụng loại bài tập này thì tôi mạnh dạn nhận định rằng kết quả là rất tốt, nó góp phần rất lớn trong việc củng cố kiến thức và phát triển tư duy cho học sinh. 4.2. Hướng phát triển: Ta có thể xây dựng loại bài tập này ở tất cả các chương trong chương trình vật lí phổ thông. Nhưng chương” dòng điện không đổi” ở lớp 11 là điểm đích thứ hai mà tôi hướng đến . Học sinh thường nhận xét “ khô như học điện”, có đúng là phần điện “khô” không Nếu thực chất như thế thì chúng ta phải có một giải pháp nhằm gây sự hứng thú cho học sinh. Ở chương “dòng điện không đổi” đang có rất nhiều vấn đề để người thầy chúng ta xây dựng loại bài tập nghịch lí và ngụy biện đấy. 4.3. Đề xuất Tôi thiết nghĩ” một cây làm chẳng nên non” và “ đông tay thì vỗ nên kêu”. Để loại bài tập mới này được phát huy một cách tích cực thì tập thể giáo viên trong một trường phải chung tay xây dựng đồng thời cũng không thể thiếu sự học hỏi, giao lưu học tập kinh nghiệm giữa các trường. Để mục đích cuối cùng mà mỗi người thấy chúng ta đều hướng đến là đào tạo một thế hệ tương lai năng động và sáng tạo. Tài liệu tham khảo 1. Phạm Thị Phú.Nguyễn Đình Thước. Logic học trong dạy học Vật lí. ĐH Vinh 2001 2. Những bài tập ngụy biện và nghịch lí về vật lí. B.H.LANGHE. Nhà xuất bản giáo dục Hà Nội .1966. Nguyễn Thị Hồng Sang Lớp Cao học LL&PPDH Vật Lí Khóa 18
  41. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 41 KẾT QUẢ THĂM DÕ NĂNG LỰC TỰ HỌC SÁCH GIÁO KHOA SINH HỌC 11 Ở MỘT SỐ TRƢỜNG TẠI TỈNH LÂM ĐỒNG ThS.Nguyễn Thị Ái Minh Khoa Sư phạm, Trường Đại học Đà Lạt 1. Mở đầu: Chúng ta đang sống trong thời đại mà tri thức của nhân loại tăng lên rất nhanh chóng, khoa học kĩ thuật đang có những biến đổi cực kì sâu sắc, toàn diện với tốc độ cao, đòi hỏi mỗi người phải thường xuyên nâng cao trình độ, năng lực thích ứng với những biến đổi ấy. Khả năng thích ứng ấy có được hay không phụ thuộc rất nhiều vào năng lực tự học, tự bồi dưỡng liên tục, kịp thời của mỗi người. Do đó, một nhiệm vụ mới có ý nghĩa chiến lược vô cùng quan trọng trong việc đào tạo con người đã được đặt ra. Đó là phải đào tạo con người có năng lực tự học. Để thực hiện tốt nhiệm vụ này thì cần thu thập số liệu điều tra thực trạng năng lực tự học của học sinh để làm cơ sở cho việc bồi dưỡng năng lực tự học của họ. Học, cốt lõi là tự học, là quá trình thu nhận thông tin, xử lí thông tin đã thu nhận, tích hợp thông tin đó vào vốn tích lũy của cá nhân, diễn đạt thông tin đã thu nhận, vận dụng thông tin đã qua xử lí vào tình huống mới, từ đó điều chỉnh để có cách học phù hợp. Năng lực là sự tích hợp tổng thể cách học và kĩ năng tác động đến nội dung trong hàng loạt tình huống, vấn đề khác nhau” (theo Nguyễn Kỳ, 1996). Trong đó, kĩ năng chính là khả năng vận dụng những tri thức thu nhận được trong một lĩnh vực nào đó vào thực tiễn (theo GS.Trần Bá Hoành). Ta có thể sơ đồ hóa khái niệm năng lực như sau: Năng lực = kiến thức + kĩ năng + hoàn cảnh mới Có hiểu biết Có thể sử dụng Điều kiện vận dụng thay đổi Năng lực tự học là một loại năng lực học tập, trong đó người học tự mình thu nhận, xử lí thông tin môi trường, đưa vào hệ thống thông tin vốn có của bản thân – dưới sự hướng dẫn của giáo viên – theo mục tiêu xác định, khi cần có thể diễn đạt lại thông tin đã thu nhận hoặc vận dụng thông tin đã thu nhận được vào hoàn cảnh mới. Năng lực tự học SGK là một loại của năng lực tự học, trong đó nguồn thông tin thu nhận chủ yếu từ SGK. Các năng lực tự học SGK Sinh học 11 cần có ở học sinh (HS), gồm: * Năng lực thu nhận thông tin - Theo kênh thông tin: Kênh chữ, Kênh hình ThS.Nguyễn Thị Ái Minh Khoa Sư phạm, Trường Đại học Đà Lạt
  42. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 42 - Theo thành phần kiến thức Sinh học: + Kiến thức sự kiện; + Kiến thức khái niệm; + Kiến thức quy luật; + Kiến thức quá trình; + Kiến thức quan hệ; + Kiến thức ứng dụng * Năng lực xử lí thông tin: xác định được các hoạt động sinh lí ở cấp độ tổ chức “cấp cơ thể”. * Năng lực diễn đạt thông tin đã thu nhận được dưới hình thức chọn nội dung từ SGK để hoàn thành câu hỏi, bài tập. * Năng lực vận dụng thông tin đã qua xử lí vào tình huống mới. 2. Phương pháp thăm dò năng lực tự học SGK cần có ở HS 2.1. Địa điểm thăm dò: Chúng tôi đã chọn 5 trường đại diện cho tỉnh Lâm Đồng theo các tiêu chí sau: - Đa dạng về loại hình trường, - Đa dạng về vùng kinh tế, - Đa dạng về thành phần dân tộc của học sinh thuộc các lớp được thăm dò, - Đa dạng về kết quả xếp loại học tập của học sinh các trường. 2.2. Nội dung thăm dò: Các năng lực tự học SGK Sinh học cần có ở học sinh. 2.3. Công cụ thăm dò: Hệ thống phiếu học tập gồm các câu hỏi phù hợp từng năng lực. 2.4. Biện pháp thăm dò: Chúng tôi đã tiến hành thăm dò năng lực tự học SGK của HS THPT ở các bài từ bài số 34 đến bài số 46 (trừ các bài thực hành) thuộc SGK Sinh học 11 (cơ bản) theo các bước sau: - Giai đoạn 1: Thăm dò năng lực tự học thông qua bài x trong SGK Sinh học 11. + Bước 1: GV phát phiếu học tập m (để thăm dò năng lực thu nhận thông tin, xử lí thông tin, diễn đạt thông tin đã thu nhận khi tự học SGK có hướng dẫn) vào cuối tiết dạy bài (x – 1) để HS về nhà làm và thu lại phiếu này vào đầu tiết dạy bài x. + Bước 2: Phát phiếu học tập (m+1) (để thăm dò năng lực vận dụng thông tin đã xử lí vào tình huống mới) để HS hoàn thành trước khi dạy phần kiến thức đã được thăm dò trong phiếu học tập m và thu lại phiếu này ngay trong tiết dạy bài x. - Giai đoạn 2: Chấm điểm các phiếu học tập (thang điểm và đáp án chung cho tất cả các trường). Tùy vào đặc điểm của mỗi bài và đặc điểm câu hỏi đặt ra cho HS ở các phiếu học tập m và (m +1) mà ta thăm dò được một tập hợp các năng lực tự học SGK của HS mà tập hợp này là tập hợp con của tập hợp “các năng lực tự học SGK cần có của HS”. Ghi chú: x là biến số các bài học, m là biến số số phiếu thăm dò (m = 2k+1, k N). - Giai đoạn 3: Phân tích kết quả bài làm theo từng tiêu chí. 3. Các chỉ tiêu thăm dò ThS.Nguyễn Thị Ái Minh Khoa Sư phạm, Trường Đại học Đà Lạt
  43. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 43 3.1. Theo các giai đoạn của quá trình tự học 3.1.1. Năng lực thu nhận thông tin: thể hiện thông qua việc diễn đạt đúng và đầy đủ các thông tin cần thu nhận trong đoạn đã nghiên cứu (chứng tỏ đã xác định đúng thông tin cần thu nhận và thu nhận đầy đủ). Tùy theo tỉ lệ % số thông tin thu nhận được so với số thông tin cần thu nhận mà chúng tôi chia năng lực thu nhận thông tin thành các mức tốt, khá, trung bình (TB), yếu, kém. 3.1.2. Năng lực xử lí thông tin: Để giảm độ phức tạp, chúng tôi chia thành 2 mức: * Không xử lí được, thể hiện: diễn đạt không chính xác do không xử lí được, không biết diễn đạt theo logic nào hoặc trả lời sai, số ý diễn đạt chính xác dưới 50% so với số thông tin cần xử lí (đáp án). * Xử lí được, thể hiện: số ý diễn đạt chính xác từ 50% trở lên so với số thông tin cần xử lí (đáp án). 3.1.3. Năng lực diễn đạt thông tin đã thu nhận: - Ở mức thuộc; - Ở mức hiểu; -Ở mức vận dụng. 3.1.4. Năng lực vận dụng thông tin đã xử lí vào những tình huống mới: - Ở mức làm theo mẫu; - Ở mức làm theo mẫu có biến đổi chút ít; - Ở mức làm theo mẫu đã biến đổi. 3.2. Theo loại thành phần kiến thức: - Loại thành phần kiến thức sự kiện; - Loại thành phần kiến thức khái niệm; - Loại thành phần kiến thức quy luật; - Loại thành phần kiến thức quá trình (trong đó có cơ chế). 3.3. Theo kênh thông tin: - Qua kênh chữ; - Qua kênh hình. Năng lực diễn đạt thông tin đã thu nhận, năng lực vận dụng thông tin đã xử lí vào những tình huống mới ở mỗi mức; năng lực tự học theo loại thành phần kiến thức, theo kênh thông tin được đánh giá theo kết quả bài làm HS, gồm các mức giỏi, khá, trung bình, yếu, kém. 4. Kết quả thăm dò 4.1. Theo các giai đoạn của quá trình tự học * Năng lực thu nhận thông tin: HS có năng lực định hướng thu nhận thông tin tốt (tỉ lệ % HS định hướng đúng là 93,93%) nhưng năng lực thu nhận thông tin đạt mức trung bình (tỉ lệ % HS đạt ở mức TB trở lên là 54,29%). Nguyên nhân là ThS.Nguyễn Thị Ái Minh Khoa Sư phạm, Trường Đại học Đà Lạt
  44. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 44 do kĩ năng phân tích câu hỏi còn yếu. * Năng lực xử lí thông tin: Năng lực xử lí thông tin đạt mức TB (tỉ lệ % HS xử lí thông tin được là 53,86%). Nguyên nhân là do năng lực thu nhận thông tin chỉ đạt mức TB cũng như các kĩ năng phân tích câu hỏi và nhận định các công việc cụ thể phải hoàn thành còn yếu. * Năng lực diễn đạt thông tin đã thu nhận: Năng lực diễn đạt thông tin đã thu nhận còn thấp (tỉ lệ % HS đạt điểm TB trở lên khi diễn đạt thông tin đã thu nhận (ở cả 3 mức) là 52,38%). Nguyên nhân là do năng lực thu nhận thông tin, xử lí thông tin cũng như các kĩ năng tách ra nội dung chính, bản chất từ SGK; diễn đạt thông tin dưới dạng bảng; phân tích hình vẽ trong SGK còn yếu * Năng lực vận dụng thông tin đã xử lí vào tình huống mới: Năng lực vận dụng thông tin đã xử lí vào tình huống mới ở mức kém (tỉ lệ % HS đạt điểm TB trở lên (ở cả 3 mức) là 29,86%). Nguyên nhân là do năng lực thu nhận thông tin, xử lí thông tin, diễn đạt thông tin đã thu nhận chỉ đạt mức TB. Ngoài ra còn do khi tự học loại thành phần kiến thức khái niệm, HS chỉ sử dụng kĩ thuật nhận biết câu khái niệm khi nó được viết dưới các hình thức khác nhau trong SGK chứ chưa hiểu bản chất và điều này bộc lộ ra khi vận dụng thông tin đã xử lí vào tình huống mới. Biểu đồ 1: Năng lực tự học SGK Sinh học 11 – THPT (theo các giai đoạn của quá trình tự học) Thu nhận Xử lí Diễn đạt Vận dụng TB trở lên 54.288 53.859 52.382 29.861 Dưới TB 45.712 46.141 47.618 70.139 Biểu đồ 1 cho ta thấy năng lực tự học giảm dần qua các giai đoạn của quá trình tự học và theo những phân tích như trên thì năng lực tự học ở giai đoạn trước là nền tảng cho năng lực tự học ở giai đoạn sau. Đây là điều cần lưu ý khi hướng dẫn tự học. 4.2. Theo loại thành phần kiến thức * Loại thành phần kiến thức sự kiện Năng lực tự học loại thành phần kiến thức sự kiện đạt mức yếu (tỉ lệ % HS đạt điểm TB trở lên là 46,00%). Nguyên nhân là do năng lực tự học loại thành phần kiến thức sự kiện khi nó được trình bày dưới dạng kênh h nh cn cần rèn luyện thêm; cụ thể, tỉ lệ % HS đạt điểm TB trở lên là 32,79% thấp hơn rất nhiều so với tỉ lệ ThS.Nguyễn Thị Ái Minh Khoa Sư phạm, Trường Đại học Đà Lạt
  45. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 45 này khi HS tự học loại thành phần kiến thức sự kiện qua kênh chữ (65,25%) . * Loại thành phần kiến thức khái niệm - Năng lực tự học loại thành phần kiến thức khái niệm đạt mức TB (tỉ lệ % HS đạt điểm TB trở lên là 57,46%). Kết quả thăm dò cho thấy, khi tổ chức HS tự học loại thành phần kiến thức khái niệm thì phải có biện pháp kiểm tra lại việc tự học đó của HS để xác định kết quả tự học khái niệm đó là do hiểu bản chất hay dựa vào kĩ thuật nhận biết câu khái niệm khi nó được viết dưới các dạng khác nhau trong SGK. - HS có năng lực tự học loại thành phần kiến thức khái niệm qua kênh chữ (tỉ lệ % HS đạt điểm TB trở lên là 74,19%) còn qua kênh hình thì gần như không tự học được (tỉ lệ % HS đạt điểm TB trở lên là 13,04%). * Loại thành phần kiến thức quá trình: Năng lực tự học loại thành phần kiến thức quá trình ở mức yếu (tỉ lệ % HS đạt điểm TB trở lên là 49,55%). Kết quả thăm dò cho thấy, khi tự học loại thành phần kiến thức này, nhiều HS còn lúng túng khi chuyển từ kênh hình (hình thức trình bày của SGK) sang kênh chữ khi mô tả diễn biến của quá trình và nhiều HS chưa phân tích được cơ chế của quá trình. * Loại thành phần kiến thức quy luật: Năng lực tự học loại thành phần kiến thức quy luật đạt mức TB (tỉ lệ % HS đạt điểm TB trở lên là 54,58%). Kết quả thăm dò cho thấy, khi tự học loại thành phần kiến thức này, nhiều HS chưa phân tích được bản chất của quy luật (chưa làm sáng tỏ những mối liên hệ nhân quả, cơ chế quy định tính quy luật tất yếu của sự vật, hiện tượng) Biểu đồ 2: Năng lực tự học SGK Sinh học 11 – THPT (theo loại thành phần kiến thức) Sự kiện Khái niệm Quy luật Quá trình TB trở lên 46.000 57.463 54.578 49.554 Dưới TB 54.000 42.537 45.422 50.446 4.3. Theo kênh thông tin Biểu đồ 3: Năng lực tự học SGK Sinh học 11 – THPT (qua kênh thông tin) ThS.Nguyễn Thị Ái Minh Khoa Sư phạm, Trường Đại học Đà Lạt
  46. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 46 Kênh chữ Kênh hình TB trở lên 64.782 34.554 Dưới TB 35.218 65.446 Từ biểu đồ 3 ta thấy, năng lực tự học qua kênh chữ ở HS tốt hơn rất nhiều so với qua kênh hình. 5. Các kĩ năng cần chú ý rèn luyện khi hƣớng dẫn tự học SGK Sinh học 11 – THPT 5.1. Theo các giai đoạn của quá trình tự học * Thu nhận thông tin: Khi hướng dẫn HS tự học, ở giai đoạn thu nhận thông tin, cần chú ý rèn luyện các kĩ năng sau: - Phân tích câu hỏi: tỉ lệ % HS chưa phân tích được câu hỏi là 30,41% . - Nhận định các công việc cụ thể phải hoàn thành: tỉ lệ % HS chưa nhận định được các công việc cụ thể phải hoàn thành là 9,83%. * Xử lí thông tin: Khi hướng dẫn HS tự học, ở giai đoạn xử lí thông tin, cần chú ý rèn luyện kĩ năng tách ra nội dung chính, bản chất từ SGK. Tỉ lệ % HS chưa tách được nội dung chính, bản chất từ SGK là 32,89% . * Diễn đạt thông tin: Khi hướng dẫn HS tự học, ở giai đoạn diễn đạt thông tin, cần chú ý rèn luyện các kĩ năng sau: - Diễn đạt thông tin dưới dạng bảng, bao gồm: + Xác định các đối tượng được so sánh: tỉ lệ % HS chưa xác định được các đối tượng được so sánh là 3,93% . + Xác định các chỉ tiêu so sánh: tỉ lệ % HS chưa xác định được các chỉ tiêu so sánh là 15,38% . - Diễn đạt bằng lời văn khi chuyển thông tin được trình bày dưới dạng kênh hình sang kênh chữ: tỉ lệ % HS còn lúng túng khi diễn đạt bằng lời văn sau khi phân tích hình vẽ là 8,96% . 5.2. Theo loại thành phần kiến thức * Loại thành phần kiến thức khái niệm: Khi hướng dẫn HS tự học loại thành phần kiến thức này cần chú ý rèn luyện kĩ năng xác định dấu hiệu bản chất của khái niệm. Tỉ lệ % HS chưa xác định được dấu hiệu bản chất của khái niệm là 32,89% . ThS.Nguyễn Thị Ái Minh Khoa Sư phạm, Trường Đại học Đà Lạt
  47. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 47 * Loại thành phần kiến thức quá trình: Khi hướng dẫn HS tự học loại thành phần kiến thức này cần chú ý rèn luyện các kĩ năng sau: - Mô tả diễn biến của quá trình: tỉ lệ % HS lúng túng khi mô tả diễn biến của quá trình (bao gồm: xác định cấu trúc ban đầu tham gia, mô tả trình tự diễn biến các bước và xác định sản phẩm tạo thành) là 10,64% . - Phân tích cơ chế của quá trình: tỉ lệ % HS chưa phân tích được cơ chế của quá trình (bao gồm: phân tích chức năng của từng cấu trúc và sự tương tác giữa các cấu trúc) là 0,89% . * Loại thành phần kiến thức quy luật: Khi hướng dẫn HS tự học loại thành phần kiến thức này cần chú ý rèn luyện kĩ năng phân tích bản chất của quy luật (làm sáng tỏ những mối liên hệ nhân quả, cơ chế quy định tính quy luật tất yếu của sự vật, hiện tượng). Tỉ lệ % HS chưa phân tích được bản chất của quy luật là 4,22% . 5.3. Theo kênh thông tin: Khi hướng dẫn HS tự học thì cần chú ý rèn luyện năng lực tự học qua kênh hình./. Tài liệu tham khảo 1. Bùi Thị Hằng Thơ (2006). Hình thành năng lực tự học cho sinh viên Cao đẳng Sư phạm qua dạy – học học phần “Sinh lí học thực vật”. Luận văn Thạc sĩ KHGD. Đại học Sư phạm Hà Nội. 2. Nguyễn Cảnh Toàn (2004). Học và dạy cách học. Nxb Đại học Sư phạm. ThS.Nguyễn Thị Ái Minh Khoa Sư phạm, Trường Đại học Đà Lạt
  48. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 48 MỘT SỐ SUY NGHĨ VỀ GIẢNG DẠY VẬT LÍ Cao Long Vân Đại học Tổng hợp Zielona Gora, Ba Lan Tất cả chúng ta, những người nghiên cứu và giảng dạy vật lí đã giành những năm tháng đẹp đẽ nhất của cuộc đời cho việc làm này, với một tình yêu chung thủy và một niềm tin mãnh liệt vào sự đẹp đẽ và giá trị thực của vật lí. Chúng ta không khỏi lo ngại trước tình trạng, khi môn vật lí theo dư luận đại chúng thường được coi là rất khó. Các tầng lớp người khác nhau trong xã hội, ngay cả các nhà trí thức trong những lĩnh vực khác, đều thiếu những kiến thức hết sức phổ thông về vật lí. Những ứng dụng của vật lí vào công nghệ cao đem đến những dụng cụ ta dùng hàng ngày thường được coi là bí ẩn, những trò ảo thuật Hiểu biết hạn chế về vật lí dẫn đến tình trạng mọi người sợ hoặc e ngại khi hỏi ta về những vấn đề liên quan đến vật lí. Đây không phải là vấn đề đáng lo của riêng ta ở Việt Nam. Các nước tiến bộ ở phương tây kể cả Mỹ đã đánh giá hiểu biết chung về vật lí của xã hội hiện thời tương đương với sự hiểu biết của những năm sáu mươi của thế kỷ trước. Việc giảng dạy vật lí, toán học và các khoa học tự nhiên khác bị khủng hoảng nghiêm trọng. Ta đưa ra một ví dụ ở Mỹ. Năm 2001 một ủy ban hỗn hợp của Hạ viện, Thượng viện cùng thống đốc các bang dưới sự lãnh đạo của thượng nghị viên đồng thời là nhà du hành vũ trụ John Glenn đã công bố một thông báo "Trước khi đã quá muộn" (Before It's Too Late), kêu gọi việc cần có những thay đổi lớn trong giảng dạy vật lí, toán học trong các trường học Mỹ. Toàn bộ chương trình "sửa sai" này đòi hỏi nhiều tỷ USD, đã nhận được sự nhất trí ủng hộ của tất cả các cơ quan và tổ chức trong giới đại học của Mỹ. Chương trình này chưa được đưa vào thực hiện ngay chỉ vì sự phản đối của các công đoàn giáo viên, do chương trình này đòi hỏi những trách nhiệm nặng nề hơn đối với các nhà giáo giảng dạy môn vật lí. Việc này dẫn đến quyết định táo bạo của tồng thống Barack Obama gần đây: đưa nhiều giáo viên cao tuổi đang giảng dạy về hưu và đào tạo hàng trăm nghìn giáo viên trẻ thay thế, để cải thiện tình trạng nền giáo dục của Mỹ ngày càng tụt hậu, hiện đứng sau nhiều nước trên thế giới [5]. Trong khung cảnh toàn cầu hoá, để “hội nhập” ta cũng phải làm gì để "trước khi đã quá muộn"? Trong giáo lý của đạo Phật đã vạch rõ trình tự thực hiện các bước học đạo: 1. Tín đạo, ngưỡng đạo. 2. Tầm sư học đạo. 3. Hành đạo. 4. Đắc đạo. Không phải ngẫu nhiên mà vị trí tín đạo, ngưỡng đạo được đặt lên vị trí số một. Trước hết trong giảng dạy ở mọi cấp ta phải tạo ra được sự yêu thích, hiểu và tin được vai trò của vật lí, phải chỉ ra rằng vật lí là môn học bổ ích và lý thú [1], là “bà hoàng” của các ngành khoa học tự nhiên: Vật lí là ngành khoa học duy nhất tạo ra một khuôn khổ nghiên cứu đầy đủ cho việc mô tả định tính và định lượng các hiện tượng của tự nhiên. Để yêu và hiểu được vai trò của vật lí cần phải hiểu được bản chất và phương pháp nghiên cứu của môn học này. Trong vật lí tất cả đều dựa trên thí nghiệm. Mỗi một quan sát đều phải được kiểm chứng bằng thí nghiệm, qua diễn giải và qui nạp trừu tượng suy ra các mô hình lý thuyết. Một mô hình lý thuyết chỉ có giá trị khi phù hợp Cao Long Vân, Đại học Tổng hợp Zielona Gora, Ba Lan
  49. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 49 với thực nghiệm, đồng thời có khả năng dự doán được tiến trình của các hiện tượng đã biết và dự đoán được các hiện tượng mới. Những dự đoán này lại phải được kiểm chứng bằng thực nghiệm. Những thí nghiệm trong vật lí dựa trên các phép đo. Trong vật lí ta dùng các đại lượng đo được. Cần phải nắm vững được và truyền lại cho các học sinh, sinh viên chu trình nghiên cứu sau của vật lí: QUAN SÁT PHÉP ĐO MÔ HÌNH LÝ THUYẾT KIỂM CHỨNG MÔ HÌNH ÁP DỤNG TRONG THỰC TẾ NHỮNG QUAN SÁT MỚI PHÉP ĐO BỔ XUNG PHÉP ĐO MỚI THAY ĐỔI MÔ HÌNH LÝ THUYẾT KIỂM CHỨNG MÔ HÌNH Chu trình này không chỉ dùng trong vật lí mà từ chủ một nhà ăn đến một giám đốc ngân hàng cũng phải nắm được. Ví dụ người chủ nhà ăn cần phải biết là việc ghi chép (phép đo) các yêu cầu cụ thể của các khách hàng trong một ngày cụ thể, đánh giá bao nhiêu bồi bàn, bao nhiêu phụ bếp, bao nhiêu vật liệu (như khăn lau tay ) thì đủ trong ngày ấy. Ta có một điều tưởng như là hiển nhiên: chỉ có trong các tiết vật lí trong trường học ta mới có dịp để dạy cho mọi người cách dùng phép đo như kim chỉ nam cho những hành động của mình. Một thông tin thứ hai mà ta cần dạy trong trường học là việc dự đoán được sự phụ thuộc thời gian của các biến cố. Chỉ có vật lí mới dạy được cho ta hiểu được một cách cơ bản nguyên tắc nhân quả. Phải dạy để sao cho học sinh hiểu được trước hết phải cho lò xo đun nước vào cốc nước sau mối nối nó vào ổ điện v.v Cần phải biết phân tích chính xác quan hệ nhân quả trong một hiện tượng cho trước cũng như trong cuộc sống. Nguyên tắc nhân quả và xác định được các quan hệ nhân quả trong mỗi một hành động hợp lý của con người cũng giống như trong mọi nghành khoa học, ngay cả trong ngành khoa học "mềm" hơn như trong kinh tế học. Việc dạy cách dùng qui tắc nhân quả mà không qua vật lí là một việc làm, nếu không phải là không thực hiện được thì cũng là rất khó. Một thành phần thứ ba trong giảng dạy vật lí là phải nêu lên được tính tổng hợp và nhất thống của các định luật tự nhiên. Một ví dụ ở phương Tây là việc lắp thêm hệ phanh chống trượt ABS, hạn chế quãng đường dừng lại sau khi phanh rất nhiều. Một nghiên cứu ở Mỹ cho thấy sau khi có cải tiến này, số tai nạn không hề thuyên giảm, bởi vì khi thích ứng với những thành tựu mới của khoa học kỹ thuật, con người thường rất chủ quan khi thiếu hiểu biết. Trong ví dụ trên người lái xe sẽ nghĩ, một khi ta có phanh kiểu ABS ta có thể đi nhanh hơn và có thể giữ khoảng cách đến xe trước gần hơn. Cần phải dạy cho họ hiểu được những định luật cơ bản của cơ học và hiểu được tính tổng hợp của chúng khi dùng. Một ví dụ đau lòng khác là khi ta đọc báo chí hàng ngày, có những trường hợp con giết bố chỉ vì dùng điện trần bắt chuột (điện đã giết được chuột thì cũng phải giết được người mặc dù người to hơn chuột nhiều ), hoặc do vô tình giết người qua việc dùng điện bắt cá mà phải ngồi tù Những phân tích trên đây cho ta thấy, sai lầm thường gặp phải trong giảng dạy vật lí từ trước tới nay là ta thường chú trọng đào tạo các nhà vật lí thay cho việc chú trọng vào truyến đạt phương pháp nghiên cứu trong vật lí. Việc nắm được phương pháp này cũng như tạo ra thói quen "hành đạo" dùng nó, mặc dù không phải là điều kiện đủ nhưng chắc chắn là điêu kiện cần cho việc thành đạt không chỉ trong nghiên cứu vật lí mà trong mọi lĩnh vực khác của cuộc sống như quản lý, kinh doanh. Để thực hiện những nội dung giảng dạy trên ta phải làm gì? Cao Long Vân, Đại học Tổng hợp Zielona Gora, Ba Lan