Luận văn Nghiên cứu, tổ chức quá trình dạy học một số kiến thức chương "các định luật bảo toàn" (vật lí lớp 10-Nâng cao) theo quan điểm kiến tạo

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ------------------ NGUYỄN THU THƯƠNG NGHIÊN CỨU, TỔ CHỨC QUÁ TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG "CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN" (VẬT LÍ LỚP 10-NÂNG CAO) THEO QUAN ĐIỂM KIẾN TẠO LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Thái Nguyên – 2008 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ------------------ NGUYỄN THU THƯƠNG NGHIÊN CỨU, TỔ CHỨC QUÁ TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG "CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN" (VẬT LÍ LỚP 10-NÂNG CAO) THEO QUAN ĐIỂM KIẾN TẠO LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Chuyên ngành: Lí luận và PPGD vật lí Mã số: 60 14 10 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. Nguyễn Văn Khải Thái Nguyên - 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn Danh cục các từ viết tắt Mục lục Mở đầu………………………………………………………… 1 Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC VẬN DỤNG LTKT TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 1.1. Cơ sở lí luận của việc vận dụng LTKT trong dạy học 6 1.1.1 DHKT, vai trò của ngƣời học và QĐKT trong DH. 6 1.1.1.1 Những nghiên cứu về DHKT 6 1.1.1.2 Quan niệm về kiến tạo trong DH 8 1.1.1.3 Một số luận điểm cơ bản của LTKT trong DH 10 1.1.1.4 Đặc điểm cơ bản của quá trình DH kiến tạo 13 1.1.1.5 Đặc điểm cơ bản của học tập theo LTKT 15 1.1.2 Các loại kiến tạo trong DH 16 1.1.2.1 Kiến tạo cơ bản 16 1.1.2.2 Kiến tạo xã hội 21 1.1.3 Mô hình DH theo quan điểm của LTKT 23 1.1.3.1 Mô hình truyền thống 23 1.1.3.2 Mô hình DH theo QĐKT 24 1.1.4 Tổ chức DH theo quan điểm của LTKT 25 1.1.4.1 Khái niệm tổ chức DH 25 1.1.4.2 Mục tiêu, nhiệm vụ của DH vật lí ở trƣờng phổ thông 27 1.1.4.3 Yêu cầu với việc tổ chức DH vật lí theo quan điểm của LTKT 28 1.1.4.4 Các nguyên tắc DH vật lí theo LTKT 31 1.1.4.5 Các pha của tiến trình DH vật lí theo LTKT 31 1.1.4.6 DH vật lí theo QĐKT là việc thực hiện mục tiêu đổi mới PPDH để nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến thức của HS 32 1.1.5 Quá trình tổ chức DH vật lí theo LTKT 33 1.2 Cơ sở thực tiễn của việc vận dụng LTKT trong DH vật lí ở trƣờng phổ thông 35 Kết luận chương 1 38 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang Chương 2: TỔ CHỨC QUÁ TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƢƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” (VẬT LÍ 10 - NÂNG CAO) THEO QUAN ĐIỂM KIẾN TẠO 39 2.1 Các định luật bảo toàn 39 2.1.1 Tổng quan về các định luật bảo toàn 39 2.1.2 Các định luật bảo toàn trong chƣơng trình vật lí THPT 40 2.1.2.1 Chƣơng trình vật lí THPT(cơ bản và nâng cao) 40 2.1.2.2 Chƣơng trình SGK vật lí 10 nâng cao 40 2.1.2.3 So sánh sự phân bố nội dung giữa SGK xuất bản trƣớc năm 2006 và SGK xuất bản sau năm 2006 40 2.1.3 Hệ cô lập và các định luật bảo toàn 41 2.1.4 Đặc điểm của chƣơng “Các định luật bảo toàn” - SGK vật lí 10 nâng cao 42 2.1.5 Phân tích nội dung kiến thức khoa học chƣơng “Các định luật bảo toàn” (SGK - Vật lí 10 nâng cao) 43 2.1.5.1 Động lƣợng - Định luật bảo toàn động lƣợng 43 2.2.5.2 Chuyển động bằng phản lực 46 2.1.5.3 Công và công suất 48 2.1.5.4 Động năng - Định lí động năng 49 2.1.5.5 Thế năng 50 2.1.5.6 Định luật bảo toàn cơ năng 51 2.1.6 Yêu cầu về nội dung kiến thức, kĩ năng HS cần nắm vững và thái độ hình thành ở HS khi học chƣơng “Các định luật bảo toàn” 53 2.1.6.1 Về nội dung kiến thức cơ bản 53 2.1.6.2 Về kĩ năng 56 2.1.6.3 Về thái độ, tình cảm 56 2.1.7 Tìm hiểu thực tế DH chƣơng “các định luật bảo toàn” 57 2.1.7.1 Mục đích của việc tìm hiểu thực tế 57 2.1.7.2 Các phƣơng pháp điều tra đã sử dụng 57 2.1.7.3 Kết quả thu đƣợc thông qua điều tra 57 2.1.7.4 Thuận lợi, khó khăn của GV-HS khi dạy - học chƣơng “Các định luật bảo toàn” 58 2.1.7.5 Những biện pháp, phƣơng pháp mà GV đã sử dụng 59 2.1.7.6 Mức độ nắm vững kiến thức và những sai lầm của HS 60 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang thƣờng mắc phải khi học chƣơng “Các định luật bảo toàn” 2.1.7.7 Những hiểu biết, quan niệm sẵn có của HS trƣớc khi học chƣơng “các định luật bảo toàn” 61 2.1.8 Vận dụng các quan điểm của LTKT xây dựng tiến trình DH một số nội dung kiến thức của chƣơng 66 2.1.8.1 Tiến trình DH theo hƣớng để HS bộc lộ QNS và xây dựng quan niệm đúng 66 2.1.8.2 Sơ đồ cấu trúc hoạt động học trong quá trình HS tự bộc lộ QNS 67 2.1.9 Xây dựng tiến trình DH vật lí theo hƣớng vận dụng LTKT 67 2.1.9.1 Chuẩn bị bài 2.1.9.2 Xây dựng phƣơng án DH 2.2 Thiết kế phƣơng án DH 71 2.2.1 Bài thứ nhất: Định luật bảo toàn động lƣợng 71 2.2.2 Bài thứ hai: Chuyển động bằng phản lực. Bài tập về định luật bảo toàn động lƣợng 87 2.2.3 Bài thứ ba: Định luật bảo toàn cơ năng 96 Kết luận chương 2 111 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 112 3.1 Mục đích, nội dung và tiến trình thực nghiệm sƣ phạm 112 3.1.1 Mục đích của thực nghiệm 112 3.1.2 Nội dung thực nghiệm 112 3.1.3 Tổ chức thực nghiệm 112 3.1.4 Nhiệm vụ và phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm 113 3.1.4.1 Điều tra cơ bản 113 3.1.4.2 Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm 114 3.1.5 Phƣơng pháp đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm 116 3.1.5.1 Các căn cứ để đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm 116 3.1.5.2 Đánh giá xếp loại 117 3.1.5.3 Khống chế các tác động không thực nghiệm sƣ phạm 118 3.2 Phân tích kết quả thực nghiệm sƣ phạm 119 3.2.1 Phân tích diễn biến cụ thể trên lớp theo tiến trình DH soạn thảo 119 3.2.1.1 Bài thứ nhất: Định luật bảo toàn động lƣợng 119 3.2.1.2 Bài thứ hai: Chuyển động bằng phản lực. Bài tập về 120 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang định luật bảo toàn động lƣợng 3.2.1.3 Bài thứ ba: Định luật bảo toàn cơ năng 121 3.2.2 Kết quả và sử lí kết quả thực nghiệm sƣ phạm 123 3.2.2.1 Yêu cầu chung của việc sử lí kết quả thực nghiệm sƣ phạm 123 3.2.2.2 Phân tích, sử lí các kết quả định tính của thực nghiệm sƣ phạm 124 3.2.3 Phân tích và sử lí các kết quả định lƣợng của thực nghiệm sƣ phạm 126 3.2.3.1 Bài kiểm tra số 1 126 3.2.3.2 Bài kiểm tra số 2 131 3.2.3.3 Bài kiểm tra số 3 134 3.2.3.4 Bài kiểm tra số 4 138 3.3 Đánh giá chung về thực nghiệm sƣ phạm 142 Kết luận chương III 144 Kết luận chung 145 Tài liệu tham khảo 148 Phụ lục 1: Sơ đồ tiến trình DH kiến tạo 153 Phụ lục 2: Phiếu phỏng vấn học sinh 154 Phụ lục 3: Phiếu kiểm tra trắc nghiệm kiếm thức 155 Phụ lục 4: Bài thực nghiệm sƣ phạm số 1 156 Phụ lục 5: Bài thực nghiệm sƣ phạm số 2 157 Phụ lục 6: Bài thực nghiệm sƣ phạm số 3 158 Phụ lục 7: Bài thực nghiệm sƣ phạm số 4 159 Phụ lục 8: Phiếu phỏng vấn giáo viên 160 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN 1. DH: Dạy học 2. DHKT: Dạy học kiến tạo 3. QĐKT: Quan điểm kiến tạo 4. LTKT: Lý thuyết kiến tạo 5. PPDH: Phương pháp dạy học 6. QTDH: Quá trình dạy học 7. GV: Giáo viên 8. HS: Học sinh 9. TN: Thực nghiệm 10. ĐC: Đối chứng 11. ĐVKT: Đơn vị kiến thức 12. THPT: Trung học phổ thông 13. QNS: Quan niệm sai 14. TNSP: Thực nghiệm sư phạm 15. SGK 16. : Động năng 17. : Thế năng 18. : Thế năng đàn hồi 19. : Thế năng trọng trường Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 1 MỞ ĐẦU I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Mục đích của việc đổi mới PPDH ở phổ thông là thay đổi lối DH truyền thống truyền thụ một chiều sang DH theo phƣơng pháp DH tích cực nhằm giúp HS phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo, rèn luyện thói quen và năng lực tự học, tinh thần hợp tác, kỹ năng vận dụng kiến thức vào những tình huống khác nhau trong học tập và trong thực tiễn: tạo niềm tin, niềm vui, hứng thú trong học tập. “Học” là quá trình kiến tạo; HS tìm tòi, khám phá, phát hiện, luyện tập, khai thác và sử lý thông tin…tự hình thành hiểu biết, năng lực và phẩm chất. Tổ chức hoạt động nhận thức cho HS, dạy HS cách tìm ra chân lý. Chú trọng hình thức năng lực tự học, sáng tạo, hợp tác,…để đáp ứng những yêu cầu của cuộc sống hiện tại, tƣơng lai. Những điều đã học cần thiết, bổ ích cho bản thân HS và cho sự phát triển xã hội. Có thể nói cốt lõi của đổi mới dạy và học là hƣớng tới học tập chủ động, chống lại thói quen học tập thụ động. Một số phƣơng pháp DH tích cực đƣợc nhiều nhà nghiên cứu giáo dục cũng nhƣ các GV đang trực tiếp giảng dạy quan tâm: DH giải quyết vấn đề, DH hợp tác trong nhóm, DHKT,... Thực tế DH Vật lí ở trƣờng phổ thông cho thấy nhiều giờ chƣa đáp ứng đƣợc yêu cầu đổi mới phƣơng pháp: HS tiếp thu một cách thụ động, ít phát triển đƣợc tƣ duy sáng tạo, GV chủ yếu thuyết trình, giảng giải. Một trong những nguyên nhân dẫn tới tình trạng này là ngƣời GV ít quan tâm đến những vốn hiểu biết sẵn có của HS, làm hạn chế sự tham gia chủ động tích cực của ngƣời học trong quá trình xây dựng kiến thức. Để khắc phục nguyên nhân chính này là DH theo QĐKT. Theo quan điểm của LTKT mà ở đó HS phải tham gia tích cực vào quá trình xây dựng kiến thức cho bản thân dựa vào những kinh nghiệm sẵn có của mình, là một quan điểm DH đáp ứng đƣợc đòi hỏi đổi mới của PPDH. Quan điểm này đối lập với quan điểm cho rằng: việc DH là sự chuyển giao- tiếp nhận thông tin một cách thụ động từ ngƣời này sang ngƣời khác. Trong quá trình học tập kiến tạo, những hiểu biết, quan Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2 niệm của HS đƣợc sử dụng, đƣợc thử thách, đƣợc đánh giá, từ đó làm thay đổi những QNS, hình thành phát triển quan điểm và kiến thức khoa học. Hơn thế nữa, quá trình kiến tạo kiến thức mới không chỉ dựa vào những kinh nghiệm cá nhân ngƣời học có do tƣơng tác với thế giới vật chất mà phải có sự tƣơng tác giữa xã hội với ngƣời học giữa ngƣời học với ngƣời học và giữa ngƣời học với GV. Những điều này đảm bảo cho những kiến thức mà HS có đƣợc là những kiến thức khoa học thực sự có chất lƣợng, sâu sắc và vững chắc, và hệ thống. Việc đổi mới PPDH, trong đó có DH vật lí nhằm thực hiện tốt mục tiêu DH hiện đang là một trong những vấn đề hết sức đƣợc coi trọng. Chƣơng IV - Các định luật bảo toàn trong chƣơng trình vật lí lớp 10 (chƣơng trình nâng cao), so với chƣơng trình cơ bản và chƣơng trình SGK xuất bản trƣớc năm 2006 có nhiều thay đổi về cấu trúc và nội dung. Trong chƣơng này có nhiều hiện tƣợng vật lí gắn liền với thực tế cuộc sống, gần gũi và quen thuộc với các em HS, nhƣng lại là những hiện tƣợng xảy ra nhanh và rất phức tạp gây nhiều khó khăn và dễ dẫn đến những quan điểm sai lầm cho HS khi tiếp thu kiến thức. Theo đánh giá của nhiều GV một số nội dung kiến thức trong chƣơng “Các định luật bảo toàn” là chủ đề “KHÓ” với HS, nhƣng đƣợc vận dụng rất nhiều trong đời sống và trong khoa học kỹ thuật. Với mục đích nhằm nâng cao tính tích cực, chủ động của HS khi học các nội dung chƣơng “các định luật bảo toàn”, những năm gần đây, đã có một số tác giả quan tâm, nghiên cứu đổi mới PPDH, ví dụ nhƣ [45, 49],… Trong các công trình đó các tác giả đã vận dụng phƣơng pháp tổ chức và định hƣớng hoạt động học tự chủ sáng tạo của HS, và phƣơng pháp Graph. Dƣới góc độ lí luận DH, lí luận bộ môn, những năm gần đây, nghiên cứu LTKT trong DH đƣợc đề cập đến và vận dụng lí thuyết này vào một số lĩnh vực DH cụ thể, đã đƣợc công bố rải rác trên các tạp chí khoa học qua các công trình nghiên cứu. Trong các công trình đó các tác giả đều đã làm rõ những luận điểm cơ bản của LTKT trong nhận thức và trong DH, vận dụng lý thuyết này cho một số môn học nhƣ là môn toán hoặc các môn khoa học khác ở bậc THCS và Tiểu học, ít có những công trình nghiên cứu DH theo LTKT ở môn vật lí bậc THPT. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 3 Những lý do phân tích trên, với mong muốn góp phần nâng cao chất lƣợng DH vật lí ở các trƣờng THPT, chúng tôi chọn và nghiên cứu đề tài: "Nghiên cứu, tổ chức quá trình DH một số kiến thức chƣơng “Các định luật bảo toàn” (Vật lí lớp 10 - nâng cao) theo quan điểm kiến tạo” II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu, tổ chức quá trình DH một số nội dung kiến thức chƣơng "Các định luật bảo toàn" trên cơ sở vận dụng các quan điểm của LTKT nhằm nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến thức của HS. III. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU 1. Khách thể Nghiên cứu Quá trình DH vật lí lớp 10 (nâng cao)THPT 2. Đối tƣợng nghiên cứu Hoạt động dạy và học của GV, HS về một số nội dung chƣơng "Các định luật bảo toàn" chƣơng trình lớp 10 THPT (nâng cao). IV. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nếu vận dụng hợp lý các quan điểm của LTKT vào DH thì có thể nâng cao đƣợc chất lƣợng nắm vững và hiểu sâu kiến thức, nâng cao tính tích cực độc lập nhận thức của HS. V. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU CỤ THỂ 1. Nghiên cứu cơ sở lý luận về LTKT và khả năng vận dụng lý thuyết này vào trong DH Vật lí. 2. Phân tích mục tiêu, yêu cầu, nội dung, cấu trúc logic các nội dung kiến thức chƣơng "Các định luật bảo toàn". 3. Tìm hiểu vốn hiểu biết và quan niệm sẵn có của HS có liên quan đến kiến thức chƣơng "Các định luật bảo toàn". 4. Vận dụng quan điểm của LTKT để thiết kế tiến trình DH một số nội dung kiến thức chƣơng "Các định luật bảo toàn". 5. Triển khai dạy thực nghiệm, đánh giá kết quả thực nghiệm và hoàn thiện các tiến trình DH đó. Một số đề xuất cụ thể. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 4 VI. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Phƣơng pháp nghiên cứu lý luận: đƣợc sử dụng để tìm, phân loại và đọc các sách báo, các công trình nghiên cứu liên quan đến vấn đề nghiên cứu của đề tài. 2. Phƣơng pháp điều tra, khảo sát thực tế, tổng kết kinh nghiệm: đƣợc sử dụng để tìm hiểu, điều tra thực trạng dạy và học trong thực tế hiện nay và chuẩn bị cho phần thực nghiệm. Phƣơng pháp này cũng đƣợc sử dụng để tìm hiểu các QNS của HS. Kết quả điều tra đƣợc phân tích để rút ra kết luận. 3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm: đƣợc sử dụng để kiểm chứng giả thiết khoa học của đề tài luận văn. Kế hoạch thực nghiệm và tổ chức thực nghiệm tại một số trƣờng THPT của tỉnh Quảng Ninh. 4. Phƣơng pháp thống kê toán học trong khoa học giáo dục: đƣợc sử dụng để sử lí định lƣợng các kết quả điều tra và kết quả thực nghiệm sƣ phạm. VII. NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN 1. Làm sáng tỏ cơ sở lý luận của việc vận dụng các quan điểm của LTKT khi DH một nội dung kiến thức vật lí cụ thể. 2. Thiết kế tiến trình đƣa vào thực tế DH một số kiến thức chƣơng "Các định luật bảo toàn" theo các quan điểm của LTKT nhằm nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến thức của HS, góp phần ứng dụng lý luận vào thực tiễn. 3. Góp phần đổi mới phƣơng pháp DH vật lí ở THPT. Chúng tôi đã nghiên cứu chế tạo một số dụng cụ thí nghiệm đơn giản phục vụ cho việc DH các kiến thức chƣơng “Các định luật bảo toàn” để phục vụ tốt cho các tiến trình DH đã soạn thảo, góp phần kích thích hứng thú, phát huy tính tích cực và nâng cao khả năng nhận thức của HS 4. Một số kết quả của luận văn đƣợc công bố trên Tạp chí Khoa học và Công nghệ, số 2 (46) - tập 2 năm 2008 của Đại học Thái Nguyên. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 5 CHƢƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC VẬN DỤNG LTKT TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 1.1. Cơ sở lí luận của việc vận dụng LTKT trong dạy học 1.1.1. DH kiến tạo, vai trò của ngƣời học và QĐKT trong DH 1.1.1.1. Những nghiên cứu về DHKT Các quan điểm của DHKT đã có từ lâu, nhƣng LTKT đƣợc phát triển từ những năm 60 của thế kỷ 20, đƣợc đặc biệt chú ý từ cuối thế kỷ 20, ngƣời đặt nền móng cho tâm lý học phát triển là Jean Piaget (1896-1980). Theo ông các cấu trúc nhận thức không phải do bẩm sinh mà có, mà phát triển dần dần, chúng có cả một quá trình phát sinh và phát triển. Sự phát triển đó đều đƣợc thực hiện bằng các thao tác trí tuệ thông qua hai hoạt động đồng hóa và điều ứng. Quá trình đồng hoá (tiếp nhận) xuất hiện nhƣ một cơ chế gìn giữ cái đã biết trong trí nhớ và cho phép ngƣời học dựa trên những khái niệm quen biết để giải quyết tình huống mới. Đó là quá trình chủ thể tiếp nhận khách thể, tức là chủ thể dùng các kiến thức và kỹ năng sẵn có để xử lý các thông tin và tác động từ bên ngoài nhằm đạt đƣợc mục tiêu nhận thức. Vậy đồng hóa là quá trình qua đó thông tin đƣợc xử lí theo các cách tƣ duy có từ trƣớc. Sự điều ứng xuất hiện khi ngƣời học vận dụng những kiến thức kĩ năng quen thuộc để giải quyết tình huống mới, nhƣng đã không thành công và để giải quyết tình huống này ngƣời học phải thay đổi, điều chỉnh, thậm chí loại bỏ những kiến thức và kinh nghiệm đã có. Khi tình huống mới đã đƣợc giải quyết thì kiến thức mới đƣợc hình thành và đƣợc bổ sung vào hệ thống kiến thức đã có. Vậy quá trình điều ứng là ngƣời học biến đổi những cấu trúc kiến thức hiện có theo những tƣơng tác với môi trƣờng. Sự điều ứng là kết quả của một hoạt động điều chỉnh mất cân bằng nhận thức do quá trình tiếp cận gây lên. Đó chính là quá trình “nội cân bằng phát triển”, nghĩa là dẫn đến sự cân bằng mới về nhận thức ở mức cao hơn. Trong học thuyết của J.Piaget [40], khái niệm cân bằng là khái niệm công cụ quan trọng nhất, khái niệm này kéo theo khái niệm đồng hóa và điều ứng thích nghi. Ông viết: “Cuộc sống là sự sáng tạo Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 6 không ngừng các dạng thức ngày càng phức tạp và sự cân bằng ngày càng tăng của các dạng thức này với môi trƣờng”. Nhƣ vậy quá trình nhận thức của ngƣời học về thực chất là quá trình ngƣời học xây dựng nên những kiến thức cho bản thân thông qua các hoạt động đồng hóa và điều ứng các kiến thức kỹ năng đã có để thích ứng với môi trƣờng học tập mới. Đây chính là nền tảng của LTKT trong DH. Cùng với J.Piaget [10], L. Vƣgôtski (1896- 1934) là ngƣời có nhiều đóng góp cho tâm lí học và ứng dụng tâm lí học vào DH. Trên quan điểm duy vật, L. Vƣgôtski [11] nghiên cứu về tâm lí học phát triển với cách tiếp cận đa chiều: nó đồng thời là nhận thức, xã hội, văn hóa và khoa học luận. Chính vì vậy, trào lƣu tâm lí học này đã đƣa ra nhiều quan điểm năng động hết sức tiến bộ, và có ảnh hƣởng nhiều đến việc phát triển các lí thuyết DH. Vấn đề DH và sự phát triển trí tuệ trong lứa tuổi HS đã đƣợc L.Vƣgôtski giải quyết một cách độc đáo và có hiệu quả dựa trên lí luận về “vùng phát triển gần” do ông đề xuất. L.Vƣgôtski cho rằng: sự phát triển nhận thức có nguồn gốc xã hội, chủ yếu thông qua sử dụng ngôn ngữ, đặc biệt trong bối cảnh tƣơng tác với những ngƣời khác. Điều này thể hiện quan niệm hết sức hiện đại của ông về quá trình DH, đó là “DH cần phải thấy trƣớc sự phát triển của trẻ”. Do vậy, để quá trình DH hiệu quả thì ngƣời GV không đƣợc nêu ra một vấn đề hoặc yêu cầu HS thực hiện một nhiệm vụ gì quá sức đối với HS vì nó sẽ làm họ nản chí. Ông cho rằng, nếu đƣợc đặt trong một môi trƣờng kích thích tốt thì trẻ em có thể đạt tới một giai đoạn nhận thức nhanh hơn, về phƣơng diện này ông đã hội tụ với các trào lƣu tâm lí học sau J.Piaget. Đối với GV, điều nói trên có nghĩa là sự phát triển nhận thức xảy ra tốt nhất khi HS phải đi qua vùng phát triển gần thông qua việc lập luận, tranh luận với bạn hữu hoặc với ngƣời lớn tuổi. Để nắm đƣợc công việc, đầu tiên HS có thể hiểu một phần công việc đó, nhƣng nhờ giải thích, biểu diễn, hƣớng dẫn của ngƣời khác, HS hiểu toàn bộ công việc, họ sẽ phải vƣợt qua vùng phát triển gần và có thể độc lập thực hiện công việc đó. Quá trình DH tạo ra vùng phát triển gần, các quá trình phát triển đi sau quá trình DH. Nhƣ vậy theo L.Vƣgôtski sự tiến bộ của các cấu trúc nhận thức Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 7 của HS là từ từ, nó đƣợc nảy sinh và phát triển thông qua sự tác động với môi trƣờng. Ông cũng cho rằng DH cần quan tâm đến những khía cạnh khác nhau của việc học: nhận thức xã hội, văn hóa. Học thuyết về vùng phát triển gần dẫn đến một kết luận quan trọng khác là chỉ có sự DH đi trƣớc sự phát triển mới là DH tốt. Sự DH đƣợc tổ chức đúng đắn sẽ dẫn đến sự phát triển trí tuệ ở trẻ em, làm cho một loạt quá trình phát triển đó sống động lên, mà có lẽ nói chung không diễn ra ngoài DH. 1.1.1.2. Quan niệm về kiến tạo trong DH a) Kiến tạo là gì: Theo Đại từ điển Tiếng Việt [9] “kiến tạo” là xây dựng nên. Nhƣ vậy, theo chúng tôi kiến tạo là một động từ chỉ hoạt động của con ngƣời tác động nên một đối tƣợng nhằm tạo nên một đối tƣợng mới theo nhu cầu của bản thân. b) Quan niệm về kiến tạo trong DH DH là một hoạt động đặc biệt chỉ tồn tại trong xã hội loài ngƣời. DH là khái niệm chỉ hoạt động chung của ngƣời dạy và ngƣời học, hai hoạt động này song song tồn tại và phát triển trong cùng một quá trình thống nhất. Bản chất của quá trình DH là quá trình nhận thức của HS, đó chính là quá trình phản ánh thế giới khách quan vào ý thức của HS. Quá trình nhận thức của HS về cơ bản cũng giống nhƣ quá trình nhận thức chung, tức là cũng diễn ra theo quy luật: “Từ trực quan sinh động đến tƣ duy trừu tƣợng và từ tƣ duy trừu tƣợng trở về thực tiễn”. Tuy nhiên, quá trình nhận thức của HS lại có tính độc đáo so với quá trình nhận thức của các nhà khoa học, bởi vì đƣợc tiến hành trong những điều kiện sƣ phạm nhất định. Quá trình nhận thức của HS không phải là quà quá trình tìm ra cái mới cho nhân loại mà nhận thức đƣợc cái mới cho bản thân rút ra từ kho tàng hiểu biết của loài ngƣời. Theo những nghiên cứu của nhà tâm lí học nổi tiếng J. Piaget về cấu trúc của quá trình nhận thức thì trí tuệ của HS không bao giờ trống rỗng và nhận thức của con ngƣời ở bật cứ cấp độ nào đều thực hiện các thao tác trí tuệ thông qua hai hoạt động đồng hóa và điều ứng. Theo LTKT, kiến thức mới đặc biệt có ý nghĩa với ngƣời học khi đƣợc ngƣời học xây dựng trong quá trình phá bỏ, thay đổi những quan niệm không phù hợp đã có. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 8 Nhƣ vậy LTKT nhấn mạnh vai trò của các kinh nghiệm đã có của ngƣời học và sự tƣơng tác giữa các kinh nghiệm này với môi trƣờng (các sự kiện và con ngƣời) trong quá trình học tập của ngƣời học. Theo Mebrien và Barandt [5] thì: “Kiến tạo là một cách tiếp cận “dạy” dựa trên nghiên cứu về việc “học” với niềm tin rằng kiến thức đƣợc kiến tạo nên bởi mỗi cá nhân ngƣời học sẽ trở nên vững chắc hơn nhiều so với việc nó đƣợc nhận từ ngƣời khác” Tác giả Brooks [5] cho rằng: “Quan điểm về kiến tạo trong DH khẳng định rằng HS cần phải tạo nên những hiểu biết về thế giới bằng cách tổng hợp những kinh nghiệm mới vào trong những cái mà họ đã có trƣớc đó. HS thiết lập nên những quy luật thông qua sự phản hồi trong mối quan hệ tƣơng tác với những chủ thể và ý tƣởng…”. DH là phải tạo cơ hội làm cho những ý nghĩ riêng của ngƣời học bộc lộ ra, tạo những hiện tƣợng thực nghiệm liên quan đến những quan niệm có sẵn của ngƣời học, tạo điều kiện cho ngƣời học suy nghĩ về các sự kiện thực nghiệm, thử nghiệm các ý kiến mới, thay đổi các ý kiến đã có. Quan điểm này nhấn mạnh việc DH phải làm bộc lộ các quan niệm sẵn có của HS và tổ chức cho HS hoạt động nhận thức trên cơ sở những quan niệm có sẵn đƣợc bộc lộ. Trong DH phải thƣờng xuyên kiểm tra các quan niệm sẵn có của HS để đƣa chúng ra công khai thảo luận, đánh giá, cần giúp HS phản ánh đƣợc các mối liên hệ giữa các quan niệm đã có của họ với các kiến thức khoa học. Quan niệm này nhấn mạnh việc cần làm cho HS bộc lộ quan niệm có sẵn và tổ chức cho HS trình bày trƣớc tập thể, tạo sự va chạm giữa các ý kiến khác nhau. Mặc dù có những cách diễn đạt khác nhau về kiến tạo trong DH, nhƣng các cách diễn đạt đó đều nhấn mạnh đến vai trò chủ động của ngƣời học trong quá trình học tập và cách thức ngƣời học thu nhận những kiến thức cho bản thân. Theo những quan điểm này, ngƣời học không học bằng cách thu nhận một cách thụ động những kiến thức do ngƣời khác truyền cho một cách áp đặt, mà bằng cách đặt mình vào trong một môi trƣờng tích cực, phát hiện ra vấn đề, giải quyết vấn đề bằng cách đồng hóa hay điều ứng những kiến thức Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 9 và kinh nghiệm đã có cho thích ứng với những tình huống mới, từ đó xây dụng nên những hiểu biết mới cho bản thân. 1.1.1.3. Một số luận điểm cơ bản của LTKT trong DH Xuất phát từ quan điểm của J.Piaget về bản chất của quá trình nhận thức, các vấn đề kiến tạo trong DH đã thu hút ngày càng nhiều các công trình của các nhà nghiên cứu và xây dựng nên những LTKT. Là một trong những ngƣời tiên phong trong việc vận dụng LTKT vào DH, Von Glaserfeld đã nhấn mạnh một số luận điểm cơ bản làm nền tảng của LTKT: a) Kiến thức đƣợc tạo nên một cách tích cực bởi chủ thể nhận thức chứ không phải tiếp thu một cách thụ động từ bên ngoài. Giả thuyết này của LTKT cũng hoàn toàn phù hợp với thực tiễn nhận thức. Ví dụ việc “tập đi” của một đứa trẻ. Việc “đi” của đứa trẻ lúc đầu có thể rất khó khănvà đứa trẻ luôn vấp ngã. nhƣng dần dần qua thực tiễn, đứa trẻ đi đƣợc và đồng thời rút ra kinh nghiệm để đi mà không bị ngã. Nhƣ vậy, đứa trẻ “tập đi” bằng cách “đi” chứ không phải bằng cách đƣợc dạy những quy tắc để đi và thực hành chúng. Giả thuyết này hoàn toàn phù hợp với quan điểm của J.Piaget “Những ý tƣởng cần đƣợc trẻ em tạo nên chứ không phải tìm thấy nhƣ một viên sỏi hoặc nhận đƣợc từ tay ngƣời khác nhƣ một món quà”. b) Nhận thức là một quá trình thích nghi và tổ chức lại thế giới quan của chính mỗi ngƣời. Nhận thức không phải là khám phá một thế giới độc lập đang tồn tại bên ngoài ý thức của chủ thể. Luận điểm này cho ta thấy nhận thức của mỗi con ngƣời về thế giới mang tính cá nhân. Các cách diễn đạt này đƣợc hình thành nhờ kinh nghiệm và các cách tiếp xúc xã hội của mỗi cá nhân. Ngƣời học kiến tạo nên kiến thức mới cho bản thân thông qua sự phản hồi trong các hoạt động thể chất và trí tuệ. Các ý tƣởng đƣợc kiến tạo hoặc làm cho có ý nghĩa khi họ kết hợp chúng vào cấu trúc hiện có của kiến thức. Theo quan điểm này thì nhận thức không phải là quá trình ngƣời học thụ động thu nhận những kiến thức chân lí do ngƣời khác áp đặt lên. Nếu ngƣời hoc đƣợc đặt trong một môi trƣờng xã hội tích cực thì ở đó ngƣời có thể đƣợc Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 10 khuyến khích vận dụng những kiến thức và kỹ năng đã có để thích nghi với môi trƣờng mới và từ đó xây dựng nên kiến thức mới. Đây chính là quá trình nhận thức của HS theo QĐKT. Quá trình nhận thức của HS nhằm mục đích chủ động, tái tạo kiến thức của nhân loại trong chính bản thân mình; hơn nữa quá trình nhận thức của HS chỉ nhằm mục đích chủ động, tái tạo kiến thức của nhân loại trong chính bản thân mình, hơn nữa quá trình nhận thức của HS lại đƣợc diễn ra trong một môi trƣờng đặc biệt - môi trƣờng DH. c) Những học thuyết cá nhân mà kết quả từ việc điều chỉnh lại thế giới quan của mỗi ngƣời cần phải “tƣơng ứng” với những yêu cầu mà tự nhiên và thực trạng xã hội đặt ra. Mục đích của giáo dục phổ thông nhằm làm cho HS nắm vững một hệ thống kiến thức phổ thông, cơ bản, hiện đại, phù hợp với thực tiễn của đất nƣớc về tự nhiên, xã hội, tƣ duy, cập nhật với tình hình phát triển của khoa học - kỹ thuật – công nghiệp trên thế giới đƣơng đại, đồng thời hình thành cho HS hệ thống kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức vào các dạng hoạt động cụ thể trong và ngoài nhà trƣờng. Việc làm cho HS nắm vững kiến thức nghĩa là giúp các em hiểu, nhớ vận dụng một cách hợp lí. HS chỉ thực sự nắm vững kiến thức khi bản thân họ có ý thức tự giác, tự điều chỉnh, tích cực tự dành lấy hiểu biết để biến kiến thức vốn có thành giá trị của chính mình đó là nhiệm vụ của DH. Nên việc lựa chọn phƣơng pháp này hay phƣơng pháp khác trong DH thì quá trình DH vẫn phải đảm bảo mục đích này. Luận điểm này là định hƣớng cho việc DH theo quan điểm của LTKT, tránh tình trạng ngƣời học phát triển một cách quá tự do để dẫn đến tình trạng kiến thức ngƣời học thu đƣợc quá lạc hậu, hoặc quá xa vời với kiến thức khoa học phổ thông, không phù hợp với lứa tuổi. Để đạt đƣợc điều này thì DH theo QĐKT với mục đích không lệch khỏi mục tiêu giáo dục phổ thông. d) HS đạt đƣợc kiến thức mới theo chu trình: vốn kiến thức đã có  Sự dự báo trƣớc kiểm nghiệm Sự thất bại  Sự thích nghi Kiến thức mới. Đây có thể đƣợc coi là mô hình tổng quát của quá trình DH theo LTKT, nó khác với với quá trình học tập mang tính thụ động, đó là kiến thức đƣợc Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 11 truyền thụ một chiều từ GV đến HS; mô hình này phản ánh sự sáng tạo không ngừng của ngƣời học trong quá trình học tập, thể hiện vai trò chủ động và tích cực của ngƣời học trong quá trình học tập, coi trọng quy trình kiến tạo kiến thức nhƣ mức độ quan trọng của chính kiến thức đó. Vậy để tiếp thu một kiến thức mới trƣớc hết phải quan tâm đến các hoạt động của ngƣời học, vốn kiến thức đã có của ngƣời học, trên cơ sở đó thiết kế các hoạt động tổ chức, chỉ đạo của GV để giúp cho chu trình kiến tạo kiến thức của HS diễn ra thuận lợi hơn, HS chủ động sáng tạo và phát hiện, chứ không phải thụ động tiếp nhận từ môi trƣờng. Tuy còn có những cách phát biểu khác nhau về những luận điểm nhƣng có thể thấy những điểm chung là: - Hoạt động là nguồn gốc nảy sinh và phát triển kiến thức. Học là quá trình phát hiện và sáng tạo một cách tích cực của chủ thể nhận thức, không phải là sự tiếp thu thụ động từ GV. - Nhận thức là quá trình tổ chức lại thế giới quan của chính ngƣời học thông qua hoạt động trí tuệ và thể chất. Vì con ngƣời nhận thức thế giới thông qua các hoạt động trí tuệ để giải quyết sự mất cân bằng giữa các kiến thức, kỹ năng đã có với yêu cầu mới của môi trƣờng để thiết lập sự cân bằng mới. Nhƣng sự cân bằng mới vừa đƣợc thiết lập lại mất cân bằng vì thế tạo động lực mới cho sự phát triển. - Vai trò chủ động và tích cực của các cá nhân và sự tƣơng tác giữa các cá nhân là những điều kiện quan trọng trong quy trình kiến tạo kiến thức. Trong DH theo QĐKT, HS đƣợc khuyến khích sử dụng các phƣơng pháp riêng của họ để học mà không bị đòi hỏi chấp nhận lối tƣ duy của ngƣời khác. Ngƣời học phải là chủ thể của hoạt động nhận thức, họ phải tự ý thức đƣợc nhu cầu, hứng thú của việc học tập, từ đó tích cực tìm hiểu kiến thức mới, tích cực tạo ra các xung đột về mặt nhận thức làm động lực cho sự phát triển. Vì thế ngƣời GV phải tạo đƣợc những điều kiện thuận lợi tạo ra các nhu cầu và hứng thú cho HS. GV biết tạo ra các “vùng phát triển gần” cho HS, để đảm bảo các nhiệm vụ học tập đặt ra vừa sức, mang tính phát triển. Nhƣ vậy, LTKT luôn quan tâm đến tâm lí của việc học, quan tâm đến việc thể hiện ra Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 12 ngoài những đặc điểm tâm lí bên trong của ngƣời học nhƣ: nhu cầu, hứng thú … của HS. Cần tổ chức môi trƣờng học tập, hỗ trợ sự tƣơng tác giữa ngƣời học và đối tƣợng học tập, để giúp ngƣời học xây dựng thông tin mới vào cấu trúc tƣ duy của chính mình, đã đƣợc chủ thể điều chỉnh. Học không chỉ là khám phá mà còn là sự giải thích, cấu trúc mới kiến thức. - Học là một quá trình có tính xã hội, thể hiện ở hai khía cạnh: + Học là một quá trình đáp ứng yêu cầu của xã hội, mục đích mà xã hội đặt ra, chứa đựng và chịu ảnh hƣởng của các điều kiện kinh tế, chính trị và xã hội. Vậy quá trình nhận thức đƣợc thúc đẩy bởi các nhu cầu của xã hội, nghĩa là việc học và sự suy nghĩ của mỗi ngƣời đƣợc hƣớng vào việc giải quyết các vấn đề nóng bỏng của xã hội. + Vai trò tƣơng tác xã hội trong quá trình nhận thức của trẻ, bởi vì quá trình nhận thức không chỉ chịu sự tác động của các tác nhân nhận thức mà còn chịu sự tác động của các tác nhân văn hoá, xã hội, cảm xúc, ngôn ngữ… Do vậy, LTKT quan niệm lớp học nhƣ một môi trƣờng xã hội tích cực, lớp học không phải là một không gian thu nhỏ với những áp lực đƣợc đặt ra từ phía thầy giáo, lớp học phải là nơi mà ở đó ngƣời học đƣợc hoà mình vào các hoạt động học tập với những ngƣời xung quanh, họ có quyền trao đổi, tranh luận, và đƣa ra những quyết định. 1.1.1.4. Đặc điểm cơ bản của quá trình DHKT a) DHKT là DH xuất phát từ vốn hiểu biết, quan niệm sẵn có của HS: DHKT là phải tạo cơ hội làm cho những suy nghĩ riêng của ngƣời học bộc lộ ra, tạo những hiện tƣợng thực nghiệm liên quan đến quan niệm có sẵn của ngƣời học, tạo điều kiện cho họ suy nghĩ về các sự kiện thực nghiệm, thử nghiệm các ý tƣởng mới, thay đổi các ý kiến đã có khi không phù hợp. Trong DHKT, ngƣời GV phải nắm đƣợc những suy nghĩ, kiến thức, quan niệm của HS trƣớc và trong giờ học, tạo điều kiện cho những hiểu biết, quan niệm ban đầu của HS phải đƣợc bộc lộ ra, đƣợc chấp nhận, và đƣợc sử dụng làm xuất phát điểm cho bài học, đồng thời là điểm tựa để phát triển các hoạt động học tập xây dựng kiến thức mới. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 13 b) Quá trình DHKT là quá trình HS chủ động, tích cực, tự lực xây dựng kiến thức cho bản thân bằng cách vƣợt qua những khó khăn nhận thức. Theo LTKT, DH là tổ chức các hoạt động của HS nhằm giải quyết các nhiệm vụ học tập, qua đó để HS tạo lập kiến thức, rèn luyện kỹ năng, đồng thời phát triển tƣ duy. Kết quả của quá trình DH không chỉ là hệ thống kiến thức, mà quan trọng hơn là sự chủ động, sự thích ứng cao của ngƣời học với sự thay đổi cuộc sống và đặc biệt sự phát triển tƣ duy của họ. Ở đặc điểm này ta thấy LTKT đã nhấn mạnh đến vai trò trung tâm của ngƣời học, nhƣ: - Ngƣời học phải chủ động tích cực trong việc đón nhận tình huống học tập mới; chủ động huy động những kiến thức kỹ năng đã có vào khám phá tình huống học tập mới. - Ngƣời học phải chủ động bộc lộ những quan điểm và những khó khăn của mình khi đứng trƣớc tình huống học tập mới. - Ngƣời học phải chủ động và tích cực trong việc thảo luận, trao đổi thông tin với bạn học và với GV. Việc trao đổi này phải xuất phát từ nhu cầu của chính họ trong việc tìm những giải pháp để giải quyết tình huống học tập mới hoặc khám phá sâu hơn các tình huống đó. - Ngƣời học phải tự điều chỉnh kiến thức của bản thân sau khi lĩnh hội đƣợc các kiến thức mới, thông qua việc giải quyết tình huống học tập. Mặc dù đề cao vai trò tích cực chủ động của ngƣời học trong quá trình học tập, nhƣng LTKT không loại bỏ “Vai trò tổ chức điều khiển quá trình DH” của ngƣời GV cũng nhƣ “giá trị kiến thức” mà họ mang lại cho ngƣời học. Trong DHKT, GV đóng vai trò nhƣ ngƣời hƣớng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện cho các em xây dựng kiến thực khoa học từ vốn kiến thức đã có. GV là ngƣời tìm hiểu, dự đoán những hiểu biết quan niệm sẵn có của HS, đồng thời là ngƣời xây dựng các tình huống học tập tƣơng ứng có tiềm ẩn vấn đề, định hƣớng, tạo cơ hội để HS bộc lộ việc sử dụng quan niệm của mình vào các hoạt động học tập, từ đó kiểm nghiệm, đánh giá, thay đổi hoặc phát triển hoàn thiện các quan niệm hiểu biết ban đầu và hình thành kiến thức khoa học. c) DHKT luôn quan tâm đến việc hợp tác thảo luận, trao đổi thông tin trong học tập. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 14 DHKT phải là ngƣời tạo dựng đƣợc bầu không khí trí tuệ của lớp học để HS tranh luận và hình thành kiến thức khoa học. Ngƣời GV phải tổ chức đƣợc các cuộc thảo luận cởi mở của HS, bảo đảm cân nhắc coi trọng tất cả các ý kiến, động viên HS thể hiện trình bày quan điểm, xây dựng kiến thức mới và thừa nhận sự lƣỡng lự tự nhiên của HS khi phản ứng với các quan điểm mới. Sự tôn trọng các ý tƣởng, giải pháp của HS sẽ thúc đẩy đƣợc khát vọng học tập, tìm tòi, phát huy đƣợc tiềm lực của cá nhân kết hợp với sức mạnh tập thể trong quá trình kiến tạo kiến thức mới. Cũng chính trong quá trình tƣơng tác (hợp tác, trao đổi, thảo luận) này, HS sẽ biết cách trình bày, bảo vệ ý kiến của mình, ủng hộ hay phê phán ý kiến của bạn. Chính sự va chạm với nhiều quan điểm khác nhau, trình độ nhận thức khác nhau, từ đó HS sẽ phát triển đƣợc ngôn ngữ, mở rộng đƣợc tính khái quát và chiều sâu tƣ duy. 1.1.1.5. Đặc điểm cơ bản của học tập theo LTKT Theo tác giả Nguyễn Văn Cƣờng [6] thì thay vì việc cho HS tham gia các “chƣơng trình DH” đƣợc lập trình sẵn, phải để cho HS có cơ hội tự tìm hiểu. HS phải học tập từ lý trí riêng,...và có thể tự điều chỉnh quá trình học tập của mình. Theo ông những đặc điểm cơ bản của học tập theo LTKT: - Kiến thức đƣợc lĩnh hội trong học tập là một quá trình và sản phẩm kiến tạo theo từng cá nhân thông qua tƣơng tác giữa ngƣời học và nội dung học. - Việc học tập chỉ có thể đƣợc thực hiện trong hoạt động tích cực của ngƣời học, vì chỉ từ những kinh nghiệm và kiến thức mới của bản thân thì mới có thể thay đổi và cá nhân hoá những kiến thức và khả năng đã có. - Học tập theo nhóm có ý nghĩa quan trọng, thông qua tƣơng tác xã hội trong nhóm, ngƣời học tự điều chỉnh sự học tập của bản thân mình. - Học qua sai lầm là điều rất có ý nghĩa. Các lĩnh vực học tập cần định hƣớng vào hứng thú ngƣời học, vì có thể học hỏi dễ nhất từ những kinh nghiệm mà ngƣời ta thấy hứng thú hoặc có tính thách thức. - Thuyết kiến tạo không chỉ giới hạn ở những khía cạnh nhận thức của việc dạy và học. Sự học tập hợp tác đòi hỏi khuyến khích phát triển không chỉ có lí trí, mà cả về mặt tình cảm, thái độ, giao tiếp. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 15 - Mục đích học tập là kiến tạo kiến thức của bản thân, nên khi đánh giá các kết quả học tập ta kiểm tra những tiến bộ trong quá trình học tập và trong những tình huống học tập phức hợp. Mô hình học tập theo thuyết kiến tạo Điều cơ bản đối với việc học tập theo thuyết kiến tạo là tính độc lập của HS (học tập tự điều chỉnh trong nhóm). Tuy đề cao vai trò trung tâm của ngƣời học trong quá trình DH nhƣng quan điểm DHKT không làm lu mờ “vai trò tổ chức và điều khiển quá trình học” của GV. 1.1.2. Các loại kiến tạo trong DH 1.1.2.1. Kiến tạo cơ bản (Radical constructivism) a) Kiến tạo cơ bản là gì: Theo cách phân loại này, kiến tạo cơ bản là một quan điểm nhận thức, nó nhấn mạnh tới cách thức cá nhân xây dựng kiến thức cho bản thân trong quá trình học tập. N.F.Ellerton và M.A.Clementes [37, 64] cho rằng: “kiến thức trƣớc hết đƣợc kiến tạo một cách cá nhân thông qua cách thức hoạt động của cá nhân”. Điều này hoàn toàn phù hợp với quan điểm của E.V.Glaserfeld [5] là: “kiến thức là kết quả của hoạt động kiến tạo của chính chủ thể nhận thức, không phải là thứ sản phẩm mà bằng cách này hay cách khác tồn tại bên ngoài chủ Môi trƣờng học tập Nội dung học tập (Phức hợp) HS HS GV Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 16 thể nhận thức và có thể đƣợc truyền đạt hoặc thấm nhuần bởi sự cần cù nhận thức hoặc giao tiếp”. Có thể nói kiến tạo cơ bản đề cao vai trò mỗi cá nhân trong quá trình nhận thức. Kiến tạo cơ bản coi trọng những kinh nghiệm của ngƣời học trong quá trình ngƣời học hình thành thế giới quan khoa học cho mình, theo E.V.Glaserfeld “… không thể quan tâm đến mọi thứ ngoại trừ thế giới kinh nghiệm của chính ngƣời học”. Mặc dù E.V.Glaserfeld đề cao thế giới kinh nghiệm của ngƣời học, nhƣng quan điểm này của ông rất gần với quan điểm của B.P.Epixôp [6] cho rằng: “…ngƣời ta đã chỉ ra rằng trong DH đã sử dụng con đƣờng trực tiếp lĩnh hội kiến thức bắt đầu từ việc trực quan sinh động những hiện tƣợng khảo sát, cũng nhƣ con đƣờng gián tiếp, mà trong đó có giai đoạn mở đầu là sự tiếp thu kiến thức thông qua lời nói của GV, hay sách vở, kể cả tài liệu khái quát hoá. Giữa hai con đƣờng đó phải có mối liên hệ chặt chẽ. Nhƣng tính cho cùng thì cả kiến thức khái quát hoá cũng phải dựa trên chính những cảm giác, tri giác, biểu tƣợng mà HS tiếp thu đƣợc từ kinh nghiệm sống của mình”. Sự nhấn mạnh tới kiến tạo cơ bản trong DH là sự nhấn mạnh tới sự chủ động của ngƣời học, sự tiến hoá, nhƣng cùng nhấn mạnh tới sự cô lập tổ chức nhận thức của ngƣời học. Sự chủ động của mỗi cá nhân trong việc xây dựng nên kiến thức cho bản thân thể hiện rất rõ trong giả thuyết “kiến thức đƣợc kiến tạo một cách tích cực bởi chủ thể nhận thức…”; “… nhận thức là quá trình ngƣời học thích nghi với môi trƣờng, thông qua các hoạt động đồng hoá và điều ứng các kiến thức kinh nghiệm sẵn có của mình sao cho thích ứng”. Trong quá trình kiến tạo kiến thức không phải là một sự sắp xếp một cách cơ học các kiến thức đã có và các kiến thức mới, mà nó bao gồm quá trình chủ thể nhận thức, suy nghĩ để loại bỏ những quan niệm cũ không phù hợp nữa và chọn lọc những kiến thức mới, đúng và phù hợp với môi trƣờng, phù hợp với thế giới khách quan.Kiến thức mới đƣợc hình thành bao gồm cả quá trình loại bỏ, kế thừa và phát triển những quan niệm có sẵn của ngƣời học. Vậy quá trình nhận thức của ngƣời học (xét theo kiến tạo cơ bản) là quá trình thích nghi và tiến hoá. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 17 Sự cô lập về tổ chức nhận thức của ngƣời học thể hiện ở chỗ: kiến tạo cơ bản chỉ tập trung quan tâm đến vai trò chủ thể trong quá trình nhận thức mà không thấy đƣợc vai trò và những tác động của những yếu tố xã hội khác đối với quá trình nhận thức. Từ những phân tích trên ta thấy kiến tạo cơ bản có những mặt mạnh và những mặt yếu sau: - Ngƣời học phải là ngƣời xây dựng nên kiến thức cho bản thân mình trong quá trình học tập, từ đó họ trở thành ngƣời sở hữu kiến thức đó. Về điều này, Ellerton và Clment [64] đã khẳng định: “Điểm mạnh và quan trọng nhất của kiến tạo cơ bản trong giáo dục lầ con đƣờng tự tìm kiếm kiến thức để tạo nên “quyền sở hữu” hoàn toàn xác đáng cho ngƣời học. - Với sự coi trọng quá mức vai trò cá nhân (kiến tạo cơ bản) của quá trình nhận thức đã đặt ngƣời học trong tình trạng cô lập và mất đi sự xung đột mang tính xã hội trong nhận thức, nên kiến thức đƣợc xây dựng sẽ bị thiếu tính xã hội. Đây chính là điểm yếu của các nhà giáo dục theo quan điểm này. b) Vận dụng kiến tạo cơ bản vào DH vật lí Cũng nhƣ các môn khoa học khác, khoa học vật lí nghiên cứu thế giới tự nhiên nhằm phát hiện ra những đặc tính và quy luật khách quan của sự vật, hiện tƣợng trong tự nhiên. Vật lí học là một khoa học chính xác, đòi hỏi vừa phải có kỹ năng quan sát tinh tế, khéo léo tác động vào tự nhiên khi làm thí nghiệm, vừa phải có tƣ duy lôgíc chặt chẽ, biện chứng, vừa phải trao đổi thảo luận để hiểu đƣợc những định luật, định lí. Chính vì vậy nó có vai trò trong việc hình thành phát triển tƣ duy khoa học, năng lực sáng tạo, rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo trong hoạt động thực tiễn sản xuất, hình thành thế giới quan duy vật biện chứng và tạo nên những phẩm chất đạo đức ở HS. Từ những đặc điểm cơ bản này của bộ môn vật lí trong nhà trƣờng phổ thông và những mặt mạnh yếu của kiến tạo cơ bản, một số các quan điểm chủ đạo để vận dụng kiến tạo cơ bản trong DH vật lí ở trƣờng phổ thông đƣợc đề xuất nhƣ sau: (*) DH vật lí phải tăng cƣờng vai trò trung tâm của ngƣời học: Tăng cƣờng vai trò trung tâm của ngƣời học trong quá trình DH là một mục tiêu chung của xu hƣớng DH tích cực. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 18 Theo QĐKT cơ bản, vai trò trung tâm của ngƣời học đƣợc tác giả Nguyễn Bá Kim [27] chỉ rõ đặc điểm của phƣơng pháp DH này: xác lập vị trí chủ thể của ngƣời học, đảm bảo tính tự giác, tích cực, chủ động sáng tạo của hoạt động học tập đƣợc thực hiện độc lập hoặc trong giao lƣu. Theo [27] ngƣời học là chủ thể kiến tạo kiến thức, rèn luyện kỹ năng, hình thành thái độ chứ không phải là nhân vật bị động hoàn toàn làm theo lệnh của thầy giáo. Vai trò chủ thể của ngƣời học đƣợc khẳng định trong quá trình họ học tập trong hoạt động và bằng hoạt động của bản thân mình. Ngƣời học chỉ có thể phát huy sáng tạo khi họ đƣợc học tập trong hoạt động và học bằng hoạt động. Vì vậy: - Ngƣời học phải làm chủ hoạt động nhận thức của bản thân thông qua sự đồng hoá và điều ứng các kiến thức, kĩ năng sẵn có, sao cho phù hợp với tình huống học tập mới. Cụ thể: + Ngƣời học phải chủ động và tích cực trong việc đón nhận tình huống học tập mới. + Chủ động huy động những kiến thức, kỹ năng đã có vào khám phá tình huống học tập mới. + Phải chủ động bộc lộ những quan điểm và những khó khăn của mình khi đứng trƣớc tình huống học tập mới. - Ngƣời học phải đứng vai trò trung tâm trong việc thảo luận, trao đổi thông tin với bạn học và với GV. Việc trao đổi này xuất phát từ nhu cầu của chính họ trong việc tìm những giải pháp để giải quyết tình huống học tập mới hoặc khám phá sâu hơn các tình huống đó. - Ngƣời học phải tự cấu trúc lại kiến thức đã có của bản thân sau khi đã lĩnh hội đƣợc đƣợc các kiến thức mới thông qua việc giải quyết tình huống học tập đề ra. Các nhà kiến tạo cơ bản tin rằng, hầu hết những kiến thức không phải là những gì thu nhận bằng cách nghe từ thầy giáo hoặc đọc từ sách giáo khoa, nhƣng nó là những gì do chính ngƣời học kiến tạo nên thông qua việc tìm kiếm một cách tích cực và làm nên những sự kết nối mang tính trí tuệ. (*) Quyền sở hữu kiến thức vật lí phải thuộc về ngƣời học Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 19 Khi ngƣời học đóng vai trò trung tâm của việc học, ngƣời học hoạt động một cách chủ động, tích cực để kiến tạo kiến thức cho bản thân, nên kiến thức mà họ thu nhận đƣợc là sản phẩm của chính họ, họ có quyền sở hữu kiến thức đó. N. F. Ellerton [44, 45, 46] cho rằng “Khi một số ngƣời học tích cực kết nối các khía cạnh về môi trƣờng vật lí và xã hội của họ với các con số, không gian, những khái niệm lôgíc thì việc cảm thấy “quyền sở hữu” luôn đƣợc sinh ra”, ngƣời học có thể nói “ tôi biết điều này vì chính tôi tìm ra nó”. (*) GV là ngƣời tạo điều kiện thuận lợi cho HS nhằm giúp họ kiến tạo kiến thức và giải quyết vấn đề Ngày nay có nhiều nghiên cứu về DH theo QĐKT. Sự chuyển đổi một cách hợp lí từ DH lấy GV làm trung tâm đến lấy HS làm trung tâm có liên quan tới QĐKT trong DH. Trong DH vật lí ngƣời học cần dựa trên những kinh nghiệm để xây dựng nên sự hiểu biết của mình về thế giới, tạo nên vốn kiến thức vững chắc. Các ý tƣởng của J. Piaget về đồng hoá, điều ứng nhận thức cùng với lý thuyết của Kelly (1995), của Bruner (1960) đóng vai trò chủ yếu trong việc xây dựng Thuyết kiến tạo trong DH. Mặc dù đề cao vai trò tích cực, chủ động của ngƣời học trong quá trình học tập, nhƣng QĐKT nhƣng QĐKT không loại bỏ vai trò tích cực của ngƣời GV cũng nhƣ giá trị kiến thức mà họ mang đến cho ngƣời học. Theo QĐKT cơ bản, thay cho việc nỗ lực giảng giải, thuyết minh, nhằm truyền thụ kiến thức cho HS, thầy giáo phải là ngƣời biết chuyển hoá các kiến thức khoa học thành kiến thức DH, sau đó chuyển các kiến thức DH thành các tình huống DH, trong đó chứa đựng các kiến thức cần lĩnh hội. (*) GV phải là ngƣời thiết kế nên những sự chỉ dẫn, chuẩn bị cho HS những cơ hội kiến tạo những kiến thức mới Ngoài việc chuyển hoá các kiến thức khoa học thành các kiến thức DH, ngƣời thầy giáo phải là ngƣời thiết kế những sự chỉ dẫn cho HS, với những sự chỉ dẫn này ngƣời học luôn đi đúng “quỹ đạo” của việc học. Những sự chỉ dẫn này còn phải giúp cho ngƣời học có cơ hội để bộc lộ những quan điểm và những khó khăn khi tiếp cận tình huống học tập mới, và giải quyết tình huống để từ đó kiến tạo kiến thức cho bản thân. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 20 (*) GV sẽ đánh giá kiến thức đã có của HS và lập những chiến lƣợc giảng dạy dựa trên những kiến thức ban đầu này. GV còn là ngƣời xác nhận tính đúng đắn của kiến thức mới mà HS vừa thu nhận đƣợc. 1.1.2.2. Kiến tạo xã hội a) Kiến tạo xã hội là gì Theo N.J. Mohd [3, 47], kiến tạo xã hội là học thuyết nhằm nhấn mạnh đến vai trò văn hoá và các điều kiện xã hội, chúng tác động nhƣ thế nào đến sự kiến tạo kiến thức của xã hội loài ngƣời. Ông cho rằng học thuyết này đƣợc xây dựng trên các quan điểm sau: (*) Những kiến thức cá nhân mà kết quả là việc điều chỉnh lại thế giới quan của chính bản thân cần phải “xứng đáng” với các yêu cầu của tự nhiên và thực trạng xã hội đặt ra. (*) Ngƣời học đạt đƣợc các kiến thức mới bởi chu kỳ nhận thức: Sự dự báo trƣớc  kiểm nghiệmthất bạisự thích nghi kiến thức mới. Kiến tạo xã hội nhìn nhận chủ thể nhận thức trong các mối quan hệ sống động với môi trƣờng, nó không nhấn mạnh một cách cô lập tiềm năng tƣ duy mang tính cá nhân thay vào đó nhấn mạnh đến khả năng tiền ẩn là con ngƣời trong sự đối thoại. Tƣ duy đƣợc xem nhƣ một phần hoạt động mang tính xã hội của các cá nhân. Theo nhận định của chúng tôi thì quan điểm này kiến tạo xã hội tƣơng ứng với quan điểm của L.Vƣgôtsky trong học thuyết lịch sử văn hoá về sự phát triển của các chức năng tâm lí cấp cao. Từ sự dự báo trƣớc  kiểm nghiệmthất bại hay chƣa đầy đủsự thích nghi kiến thức mới. b) QĐKT xã hội về vật lí và DH vật lí: (*) Kiến thức: Kiến thức là sản phẩm của con ngƣời và đƣợc kiến tạo cả về mặt xã hội và văn hoá. Paul Ernest [3, 14, 25] cũng cho rằng: “Các kiến thức khách quan đƣợc cá nhân kiến tạo thông qua mối quan hệ tƣơng tác của họ với GV và với bạn học tạo thành kiến thức chủ quan mang tính cá nhân”. Kiến thức vật lí khách quan tồn tại trong việc trao đổi, thảo luận về các quy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 21 luật, hiện tƣợng vật lí, những sự am hiểu và những chia sẻ của cá nhân với các thành viên trong xã hội trong mối quan hệ tƣơng tác của họ. Kiến thức vật lí khách quan không ngừng đƣợc sáng tạo lại và đƣợc thay thế bằng sự lớn mạnh của kiến thức vật lí chủ quan trong tƣ duy của vô số cá nhân. - Nền tảng của kiến thức là ngôn ngữ với những quy ƣớc, quy tắc và ngôn ngữ là yếu tố mang tính xã hội. - Những quá trình tƣơng tác xã hội giữa các cá nhân dẫn tới các kiến thức chủ quan của mỗi cá nhân, những kiến thức chủ quan đó sau khi đƣợc xã hội thừa nhận thì nó trở thành kiến thức khách quan. (*) Học tập: Việc học đƣợc kiến tạo một cách tích cực dựa trên việc đƣa ra vấn đề, giải quyết vấn đề, sự khám phá mang ý nghĩa cộng tác. Vật lí học là môn khoa học thực nghiệm mà kết quả phải đƣợc kiểm nghiệm với những yêu cầu của thực tiễn, và có thể bị loại bỏ nếu kết quả không phù hợp với yêu cầu thực tiễn, hoặc không phù hợp với những quan sát hoặc chứng minh một lý lẽ không có nghĩa. b) Vận dụng QĐKT xã hội trong dạy và học vật lí LTKT đƣợc vận dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học, khoa học tự nhiên, khoa học xã hội, kiến tạo cho nhiều môn học, trong đó có bộ môn vật lí. Trong Vật lí HS phải chủ động làm quen với vật lí, HS tự đƣa ra vấn đề cũng nhƣ giải quyết vấn đề, tranh luận những vấn đề, những hiện tƣợng vật lí xảy ra trong môi trƣờng sống của chính họ. Quan niệm của HS cần đƣợc trình bày rõ ràng với các giả thuyết khác nhau, GV cần định hƣớng để HS tự thấy đƣợc những mâu thuẫn (giữa quan niệm của mình với kiến thức khoa học), điều này cần thiết cho sự thích nghi và sự phát triển kiến thức mới. GV sẽ chỉ đạo cho HS những bƣớc sau trong việc dạy của mình: - Thảo luận thực sự, nghiêm túc trong cả hai hình thức HS-HS, HS-GV - Học tập hợp tác và giải quyết vấn đề. - Việc đặt câu hỏi của HS phải hƣớng theo những nội dung học, phƣơng pháp sƣ phạm và những hình thức đánh giá đƣợc sử dụng. - Tài liệu, chƣơng trình và các chủ đề phù hợp về mặt xã hội. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 22 Vật lí học phải đƣợc xem nhƣ một phần của sự kiến tạo xã hội. Giáo dục vật lí học phải có ý nghĩa tích cực thông qua những gì mà HS kiến tạo những kiến thức của nhân loại thành các kiến thức hiện tại cho bản thân. Kiến tạo xã hội nhấn mạnh đến vai trò của các yếu tố văn hoá và các điều kiện xã hội, sự tác động của các yếu tố này đến sự hình thành kiến thức vật lí. 1.1.3. Mô hình DH theo quan điểm của LTKT 1.1.3.1. Mô hình DH truyền thống - Theo quan điểm truyền thống, quá trình DH đƣợc xây dựng trên quan điểm thu nhận, nên mục đích của quá trình DH là cung cấp cho HS một hệ thống kiến thức và kỹ năng chặt chẽ, lôgíc, giúp HS rèn luyện các kỹ năng đó. Theo quan điểm này ta có mô hình DH nhƣ sau: Giới thiệu khái niệm  thực hành  áp dụng khám phá xa hơn. - Mô hình này đã tồn tại rất lâu và có những ƣu điểm sau: + Cung cấp cho ngƣời học một hệ thống kiến thức lôgíc, chặt chẽ và nhanh chóng. DH theo mô hình này luôn giúp cho ngƣời học nắm đƣợc những khái niệm một cách nhanh chóng thông qua sự truyền thụ của GV, mà không phải mày mò suy đoán và không bao giờ thất bại. + Rèn luyện cho HS một hệ thống kỹ năng, kỹ xảo tƣơng ứng. - Mô hình DH này bộc lộ những nhƣợc điểm cơ bản khi ngƣời ta quan tâm đến cách thức ngƣời học thu nhận kiến thức, những nhƣợc điểm đó là: + Nội dung chƣơng trình các môn học thƣờng nặng lý thuyết kinh điển. + Trong quá trình DH, GV đóng vai trò là ngƣời truyền đạt kiến thức và đánh giá khả năng ngƣời học thu nhận những kiến thức thông qua khả năng thực hành của họ. Bị chi phối bởi quan điểm thu nhận và bị áp lực về nội dung chƣơng trình, nên ngƣời thầy không dám tin vào năng lực khám phá của HS, không tự tin vào việc tổ chức DH mà HS đóng vai trò chủ đạo trong việc họ xây dựng nên kiến thức cho bản thân. Vì thế, trong quá trình học tập, ngƣời học luôn phải chấp nhận kiến thức một cách khiên cƣỡng. 1.1.3.2. Mô hình DH theo QĐKT Dựa trên những quan điểm hoàn toàn khác về bản chất của quá trình nhận thức của HS, và mục tiêu DH theo quan điểm của LTKT không chỉ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 23 nhằm giúp HS có đƣợc một hệ thống kiến thức đáp ứng đƣợc yêu cầu của xã hội mà còn giúp HS trả lời đƣợc câu hỏi: làm thế nào để thu nhận đƣợc những kiến thức đó. Do vậy LTKT đã đề xuất ra mô hình DH nhƣ sau: Khám phá  Câu hỏi của HS  Khảo sát cụ thể  Phản ánh  Kiến tạo kiến thức mới. Mô hình DH trên cũng chứa đựng sự thay đổi của quan điểm DH, trong lớp học theo QĐKT, những kiến thức và kỹ năng đã có của ngƣời học luôn đƣợc chú ý một cách đặc biệt, nó là một trong các tiền đề để tổ chức DH một nội dung kiến thức mới. Hoạt động của mỗi các nhân và hoạt động thảo luận theo nhóm hoặc theo lớp là các hoạt động chủ đạo trong quá trình kiến tạo kiến thức mới. Những kiến thức mới đƣợc cá nhân hay tập thể tạo nên có ý nghĩa hơn nhiều việc thu nhận các kiến thức đó từ GV. Vì vậy, chủ nhân của việc học đƣợc đặt đúng vào vị trí của ngƣời học chứ không phải là ngƣời thầy. Từ những phân tích trên, LTKT trong DH vật lí có các đặc trƣng sau: - Kiến thức do HS tự xây dựng nên dựa trên các kiến thức và kinh nghiệm đã có với sự tƣơng tác của HS với môi trƣờng học tập. - Quá trình tổ chức DH là quá trình diễn ra một cách liên tục theo chu trình: Để thực hiện tốt chu trình này thì: + Ngƣời học phải chủ động tích cực đón nhận tình huống học tập mới, chủ động trong việc huy động những kiến thức, kỹ năng đã có vào khám phá tình huống học tập mới. kiến thức đã có kiến thức mới Dự đoán Thích nghi Thực nghiệm Thất bại Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 24 + Ngƣời học phải chủ động bộc lộ những quan điểm và những khó khăn của mình khi đứng trƣớc một tình huống học tập mới. Tích cực và chủ động trao đổi, thảo luận với bạn học và với GV. Việc trao đổi này phải xuất phát từ nhu cầu của chính HS trong việc tìm kiếm những giải pháp để giải quyết tình huống học tập mới hoặc khám phá sâu hơn các tình huống đó. + Ngƣời học phải chủ động điều chỉnh lại hệ thống kiến thức của bản thân sau khi lĩnh hội các kiến thức mới. + GV phải là ngƣời chủ động tạo ra các tình huống học tập của HS, là ngƣời hƣớng dẫn, ủng hộ các khả năng sáng tạo của ngƣời học hơn là nỗ lực giảng giải và truyền đạt các cách giải đúng cho HS. + GV phải là ngƣời tạo dựng môi trƣờng học tập tích cực đó là môi trƣờng chứa đựng nhiệm vụ học tập nhƣng đồng thời nó phải thúc đẩy nhu cầu muốn giải quyết nhiệm vụ học tập đó của ngƣời học. Nhƣ vậy, các phƣơng pháp: DH hợp tác, DH khám phá có hƣớng dẫn, DH phát hiện và giải quyết vấn đề,…có thể coi là các phƣơng pháp DH đặc thù của LTKT. 1.1.4. Tổ chức DH theo quan điểm của LTKT 1.1.4.1. Khái niệm tổ chức DH a) Trong lý luận DH, khái niệm tổ chức đƣợc tiếp cận theo nhiều hƣớng khác nhau: theo quy mô, theo các yếu tố của quá trình DH (mục tiêu, nội dung DH…). Tiếp cận theo quy mô ta có tổ chức theo nghĩa rộng của nó, tức là tổ chức các hoạt động DH và giáo dục, bao gồm cả việc xác định mục tiêu, xây dựng nội dung chƣơng trình và các hình thức DH, giáo dục. Tiếp cận theo các yếu tố của quá trình DH ta có khái niệm tổ chức theo nghĩa hẹp, tổ chức đƣợc hiểu là sự sắp xếp các biện pháp sƣ phạm của GV và HS theo một logíc nhất định nhằm thực hiện nhiệm vụ DH. Hình thức tổ chức còn đƣợc coi là cách sắp xếp tổ chức các biện pháp sƣ phạm thích hợp, nó thay đổi tuỳ thuộc vào mục đích và nhiệm vụ DH, mối quan hệ giữa GV và HS; quan hệ giữa HS với nhau; số lƣợng ngƣời học; theo không gian diễn ra quá trình học; theo cơ sở vật chất, thiết bị kỹ thuật phục vụ cho quá trình DH. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 25 Trong hình thức tổ chức DH, yếu tố tổ chức là cực kỳ quan trọng, bởi nó phản ánh trình tự xắp xếp tƣơng hỗ và sự liên hệ qua lại giữa các yếu tố tồn tại trong một bài học hay quá trình DH nói chung. Nhƣ vậy, tổ chức giờ lên lớp là một tổ chức hình thức DH, tức là cách thức sắp xếp các biện pháp sƣ phạm để tiến hành các buổi học. b) Tiếp cận theo các yếu tố quá trình DH, các hƣớng tổ chức sau: - Tổ chức mục tiêu DH, là việc xác định, xây dựng và triển khai các kiến thức hoạt động DH của GV và HS nhằm hƣớng đến mục tiêu DH. - Tổ chức nội dung DH, là việc xác định, xây dựng, sắp xếp các kiến thức khoa học theo các lôgíc sƣ phạm nhằm thoả mãn mục tiêu DH và phù hợp với đối tƣợng HS cũng nhƣ các điều kiện DH cho phép. - Tổ chức các phƣơng pháp DH, các biện pháp sƣ phạm cụ thể của GV và HS đƣợc tiến hành theo một lôgíc nhất định trong mối tác động qua lại với nhau nhằm thực hiện mục tiêu bài học đã đề ra. Trong đề tài này chúng tôi tiếp cận theo hƣớng tổ chức các giờ học trên lớp cho HS theo quan điểm của LTKT qua đó giúp các em củng cố các kiến thức kỹ năng đã có và xây dựng nên kiến thức mới. c) Việc triển khai tổ chức DH trên lớp theo quan điểm của LTKT có thể đƣợc hiểu theo các cấp độ sau: - Cấp độ phƣơng pháp luận: Việc tổ chức DH theo quan điểm của LTKT đƣợc thực hiện theo nguyên tắc của phƣơng pháp luận DH hiện đại nói chung, đó là hƣớng đến hoạt động của ngƣời học, phát huy tính tích cực, chủ động của ngƣời học. Hoạt động DH chuyển từ chỗ lấy hoạt động của GV làm trung tâm sang lấy hoạt động của HS làm trung tâm. GV trở thành ngƣời tổ chức, điều khiển hoạt động học tập của HS. - Cấp độ phƣơng pháp cụ thể: Tổ chức DH theo quan điểm của LTKT trong các giờ lên lớp đƣợc hiểu là hoạt động chung của GV và HS nhằm đạt đƣợc các mục đích DH đã đề ra. Trong quá trình này, GV tiến hành các hoạt động tƣơng ứng với trình độ và tiến trình và tiến trình học tập của HS nhƣ: Tạo tình huống học tập và môi trƣờng học tập; điều khiển và điều chỉnh sự khám phá đối tƣợng của HS; tổ chức thảo luận giữa các HS giúp lựa chọn các Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 26 hƣớng giải quyết đúng từ đó HS xây dựng nên kiến thức mới; xác nhận tính đúng đắn của các kiến thức mới mà HS vừa xây dựng đƣợc. 1.1.4.2. Mục tiêu và nhiệm vụ DH vật lí ở các trƣờng phổ thông a) Đặc điểm của môn học vật lí ở trƣờng phổ thông - Vật lí học nghiên cứu các hình thức vận động cơ bản nhất của vật chất, cho nên những kiến thức vật lí là cơ sở của nhiều ngành khoa học tự nhiên, nhất là hoá học và sinh học. - Vật lí học ở trƣờng phổ thông chủ yếu là vật lí thực nghiệm. Phƣơng pháp của nó chủ yếu là phƣơng pháp thực nghiệm. Đó là phƣơng pháp nhận thức có hiệu quả trên con đƣờng đi tìm chân lý khách quan. Phƣơng pháp thực nghiệm xuất xứ từ vật lí học nhƣng ngày nay đƣợc sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành khoa học tự nhiên. - Vật lí học là cơ sở lý thuyết của việc chế tạo máy móc, thiết bị dùng trong đời sống sản xuất. - Vật lí học là một khoa học chính xác, đòi hỏi vừa phải có kỹ năng quan sát, khéo léo tác động vào tự nhiên khi làm thí nghiệm, vừa phải có tƣ duy lôgíc chặt chẽ, biện chứng, vừa phải trao đổi thảo luận để khẳng định chân lý. - Vật lí học tạo điều kiện phát triển tƣ duy lôgíc chặt chẽ, tƣ duy biện chứng và các kỹ năng thực hành, phƣơng pháp nhận thức khoa học, sáng tạo. Do các đặc điểm trên nên việc áp dụng LTKT vào DH vật lí ở trƣờng phổ thông là cần thiết. Trƣớc hết nó đƣợc thể hiện qua các nhiệm vụ DH vật lí, cụ thể hoá một số nội dung cơ bản qua chƣơng trình SGK vật lí. Tuy nhiên, hiệu quả của việc thực hiện đầy đủ các nhiệm vụ DH vật lí chỉ có thể đánh giá đƣợc qua hiệu quả của chính quá trình DH bộ môn này. b) Các nhiệm vụ của việc DH vật lí ở trƣờng phổ thông [2]. - Trang bị cho HS những kiến thức phổ thông, cơ bản, hiện đại, có hệ thống: các khái niệm, định luật, thuyết vật lí, các ứng dụng của vật lí trong đời sống sản xuất, các phƣơng pháp nhận thức phổ biến dùng trong vật lí. - Phát triển tƣ duy khoa học ở HS: rèn luyện những thao tác hành động, phƣơng pháp nhận thức cơ bản, nhằm chiếm lĩnh kiến thức vật lí, vận dụng sáng tạo để giải quyết vấn đề trong học tập và hoạt động thực tiễn sau này. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 27 - Trên cơ sở kiến thức vật lí vững chắc, có hệ thống, bồi dƣỡng cho HS thế giới quan duy vật biện chứng, giáo dục lòng yêu nƣớc, thái độ lao động, đối với cộng đồng và những đức tính khác của ngƣời lao động. - Góp phần giáo dục tổng hợp và hƣớng nghiệp cho HS, làm cho HS nắm đƣợc những nguyên lý cơ bản về cấu tạo và hoạt động của các máy móc đƣợc dùng phổ biến trong nền kinh tế quốc dân… Những kiến thức, kỹ năng đó giúp HS sau này có thể nhanh chóng thích ứng đƣợc với hoạt động lao động sản xuất trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nƣớc. 1.1.4.3.Yêu cầu với việc tổ chức DH vật lí theo quan điểm của LTKT a) Xác định rõ quan hệ, nhiệm vụ của GV và HS trong QTDH. Trong quá trình DH luôn luôn tồn tại hai mối quan hệ cơ bản đó là mối quan hệ GV – HS và HS – HS. Lí luận và thực tiễn chỉ ra rằng mối quan hệ: “thầy áp đặt – trò phục tùng” không phát huy đƣợc tính độc lập và sáng tạo của ngƣời học. Do vậy, trong việc tổ chức DH theo quan điểm của LTKT ngƣời GV cần xây dựng đƣợc mối quan hệ thầy trò phù hợp, giúp HS tự tin thoải mái trong quá trình học tập. Trong tiến trình DH theo quan điểm của LTKT, GV và HS cùng nhau làm việc, tuy nhiên với vai trò và nhiệm vụ khác nhau. Trong tiến trình đó, nhiệm vụ của GV là thiết kế, tổ chức và điều khiển quá trình DH nhƣng tất cả các hoạt động của GV đều phải hƣớng đến HS, mọi hoạt động của GV sẽ trở nên vô nghĩa nếu HS không tích cực chủ động đón nhận nó. Nhiệm vụ của HS là tích cực, chủ động tiến hành các hoạt động nhận thức: củng cố hệ thống kiến thức đã có, phát hiện vấn đề, giải quyết vấn đề, xây dựng kiến thức mới. Theo LTKT ngƣời GV phải thực hiện đƣợc mối quan hệ thầy trò phù hợp, theo nguyên tắc HS “tìm kiếm”, GV “tƣ vấn, trợ giúp”; khi đó GV thì tôn trọng thông cảm đƣợc với những khó khăn của HS, luôn luôn sẵn sàng hỗ trợ; HS thì trở nên tự tin, thấy rõ nhiệm vụ nhận thức của mình trong quá trình giải quyết các nhiệm vụ học tập của mình họ sẽ tìm đến sự trợ giúp của GV (với vai trò một ngƣời bạn, ngƣời cố vấn tin cậy). b) Quan hệ của GV và HS đối với kiến thức khoa học Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 28 Quá trình DH là quá trình tác động chung giữa GV và HS đến một đối tƣợng chung đó là kiến thức khoa học. Tuy nhiên quan hệ của GV và HS đối với kiến thức là khác nhau, thể hiện ở chỗ lựa chọn kiến thức (với GV) và cách tác động kiến thức. Theo lý thuyết của DHKT, GV “chuyển” kiến thức khoa học đến cho HS thông qua việc tổ chức các tình huống có vấn đề, tổ chức cho HS phát hiện và giải quyết vấn đề. Đối với HS “tiếp nhận” các kiến thức đó thông qua việc tìm hiểu và giải quyết vấn đề dƣới sự hƣớng dẫn của GV, qua đó củng cố các kiến thức và kỹ năng sẵn có, đồng thời xây dựng kiến thức mới cho bản thân. c) GV cần phải tạo nhu cầu và hứng thú học tập cho HS Việc tạo nhu cầu và hứng thú cho ngƣời học là vô cùng quan trọng, GV có thể tạo hứng thú cho HS bằng nhiều cách: gây không khí làm việc một cách nhanh chóng, tác phong chan hoà…làm sao cho ngƣời học cảm thấy thoải mái, thấy cần phải học, cần tìm tòi kiến thức. Để có thể tạo ra nhu cầu và hứng thú nhận thức ở HS thì ngƣời GV phải xây dựng đƣợc các tình huống có vấn đề, bởi chính “tình huống có vấn đề sẽ có tác dụng mạnh mẽ trong việc lôi cuốn HS vào hoạt động học tập. HS sẽ tập trung chú ý, ham muốn tham gia giải quyết các mâu thuẫn nhận thức, huy động các chức năng tâm lý đặc biệt là chức năng tƣ duy nhằm lĩnh hội các kiến thức chƣa biết đó chính là điểm cơ bản mà DHKT hƣớng tới. d) GV cần phải coi trọng kiến thức, kinh nghiệm đã có của HS. Theo quan điểm của LTKT thì bản chất của quá trình học tập là quá trình đồng hoá và điều ứng các kiến thức kỹ năng sẵn có sao cho thích ứng với môi trƣờng học tập mới. Do vậy, các kiến thức, kỹ năng sẵn có của ngƣời học là một trong các tiền đề quan trọng để giúp GV lựa chọn kiến thức DH và các phƣơng pháp DH phù hợp. Trong quá trình DHKT, GV cần có những quan tâm và cách sử lý sƣ phạm đặc biệt với những QNS hoặc chƣa đầy đủ của HS. Cần sử dụng những quan niệm vốn có của HS vào việc xây dựng tình huống vấn đề và định hƣớng hành động giải quyết vấn đề một cách hữu hiệu, tạo điều kiện để quan niệm đó của HS đƣợc vận dụng, đƣợc thử thách trong quá trình kiểm tra hợp thức Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 29 hoá kiến thức, khiến cho HS tự nhận thấy chỗ sai lầm (không hợp thức), thấy cần thay đổi quan niệm khắc phục sai lầm để xây dựng kiến thức mới phù hợp. Khi đó quá trình DH không chỉ có không chỉ có nhiệm vụ xây dựng kiến thức mới cho HS mà còn giúp HS tự nguyện điều chỉnh quan niệm sẵn có của mình cho phù hợp với kiến thức khoa học. e) GV cần tạo đƣợc môi trƣờng học tập trong đó HS có điều kiện thuận lợi để thảo luận, trao đổi ý tƣởng của mình với bạn bè và với GV. Ngoài việc tạo ra những tình huống có vấn đề, tạo cho mỗi HS nhận thấy nhu cầu, nhiệm vụ giải quyết vấn đề thì GV cần phải tạo đƣợc môi trƣờng học tập tích cực bố trí các điều kiện để tổ chức cho HS giao tiếp với nhau hƣớng dẫn HS trình bày và thảo luận các vấn đề của mình, đồng thời phải biết lắng nghe, phân tích, đánh giá, các ý kiến của ngƣời khác. Khi đó GV sẽ tham gia vào cuộc trao đổi nhƣ là một thành viên trong lớp học, điều khiển quá trình thảo luận một cách khéo léo, khi đó ngoài việc giúp đỡ HS giải quyết vấn đề GV còn thu đƣợc các thông tin ngƣợc kịp thời và thƣờng xuyên. f) GV phải là ngƣời chủ động trong việc điều khiển hoạt động nhận thức của HS. Sau khi tạo tình huống có vấn đề cho HS, để HS nhận biết và giải quyết đƣợc vấn đề thì HS phải tiến hành các hoạt động tƣ duy. Nên điều khiển hoạt động của HS chính là điều khiển các hoạt động tƣ duy, do vậy đòi hỏi ngƣời GV phải hiểu rõ quá trình tƣ duy của HS. g) GV phải thƣờng xuyên kiểm tra đánh giá và giúp HS tự kiểm tra đánh gía trong quá trình DH. Trong DHKT, yêu cầu với HS phải tích cực tự lực trong các hoạt động nhận thức, xây dựng kiến thức, nên việc tạo điều kiện giúp HS thƣờng xuyên tự kiểm tra tự đánh giá cũng là một yêu cầu quan trọng vì qua đó HS nhận thấy đƣợc những hạn chế, những tồn tại trong cách nghĩ của bản thân và mức độ cần đạt đƣợc theo các yêu cầu đặt ra, từ đó HS có thể tự điều chỉnh cách học của mình. Vì thế GV cần tạo điều kiện thuận lợi cho HS tham gia đánh giá lẫn nhau. Tự đánh giá đúng và điều chỉnh hoạt động kịp thời là năng lực rất cần cho sự thành đạt trong cuộc sống mà nhà trƣờng cần trang bị cho HS. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 30 1.1.4.4. Các nguyên tắc DH vật lí theo LTKT Trong quá trình DH theo LTKT, GV phải tuân theo các nguyên tắc sau: - Khuyến khích HS trao đổi những quan điểm, tìm các bằng chứng “bảo vệ” hoặc “phản biện”các quan điểm đó, HS tự “chỉ ra” hoặc “nhận thấy”sự không chính xác, sai lầm trong nhận thức cũ, từ đó xây dựng quan niệm đúng. - Khuyến khích HS thực hiện các thao tác tƣ duy vật lí để xây dựng, hình thành kiến thức mới. Tăng cƣờng các hoạt động nhận thức vật lí: quan sát, thực nghiệm cá nhân, thực nghiệm đồng loạt, tƣ duy lôgíc, phân tích, so sánh, khái quát hoá, trừu tƣợng hoá ....,tạo môi trƣờng thuận lợi giúp HS kiến tạo kiến thức vật lí. - Phát triển ở HS phẩm chất: + Có khả năng xây dựng các kiến thức vật lí mới cao hơn, khó hơn so với kiến thức hiện có để tăng cƣờng khả năng thích ứng với thực tiễn. + Tự tin, tự lực hơn với các hoạt động nhận thức vật lí đồng thời phát triển ở HS khả năng tƣ duy phê phán, đánh giá những kiến thức cần lĩnh hội. 1.1.4.5. Các pha của tiến trình DH vật lí theo LTKT Qua phân tích, tìm hiểu phƣơng pháp các nhóm nghiên cứu khác nhau [47] chúng tôi nhận thấy tuy mỗi phƣơng pháp có các tiến trình DH khác nhau nhƣng tất cả đều toát lên sự quan tâm đến quan niệm có sẵn ở HS (QNS hoặc quan niệm đúng hoặc cả hai), tạo điều kiện để cho HS trao đổi, đánh giá, kiểm nghiệm, cách thức đi từ quan niệm đã có đến các kiến thức mới cần hình thành, củng cố vận dụng kiến thức mới. Nhƣ vậy, theo chúng tôi có thể vận dụng LTKT vào việc DH một đơn vị kiến thức vật lí theo ba bƣớc sau: Bƣớc 1: Làm bộc lộ quan niệm sẵn có của HS (đây chính là bƣớc chuyển giao nhiệm vụ). Trong bƣớc này ta cần làm cho HS ý thức đƣợc nhiệm vụ học tập. GV giao cho HS một nhiệm vụ hay đặt HS vào tình huống có vấn đề, qua đó làm bộc lộ những hiểu biết quan niệm sẵn có của HS, cho HS ý thức đƣợc có rất nhiều ý kiến khác nhau về vấn đề cần giải quyết và xác định đƣợc nhiệm vụ học tập của mình. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 31 Bƣớc 2: Làm thay đổi (với những QNS), bổ sung (những quan niệm chƣa đầy đủ), phát triển quan niệm hiểu biết ban đầu của HS, hình thành kiến thức khoa học mới (bƣớc hành động giải quyết vấn đề). Dƣới sự hƣớng dẫn và giúp đỡ của GV, HS tham gia hoạt động để xây dựng kiến thức cho bản thân. HS chủ động, tự lực, trao đổi, tìm tòi các phƣơng án giải quyết vấn đề. HS tự tìm cách đánh giá các quan niệm, tự nguyện thay đổi các QNS của mình để xây dựng kiến thức mới. Bƣớc 3: Kết luận- Củng cố và vận dụng kiến thức mới (bƣớc hợp thức hoá và vận dụng kiến thức mới). GV hợp thức hoá kiến thức, cho HS vận dụng kiến thức mới vào thực tế hoặc giải quyết thành công các hiện tƣợng trong thực tế và do đó kiến thức mới sẽ đƣợc củng cố, khắc sâu. 1.1.4.6. DH vật lí theo QĐKT là việc thực hiện mục tiêu đổi mới phƣơng pháp DH để nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến thức của HS. a) Khái niệm về chất lƣợng: Theo đại từ điển tiếng Việt [39] “Chất lƣợng là cái làm nên phẩm chất, giá trị của con ngƣời, sự vật”; “Chất lƣợng là cái tạo nên bản chất sự vật, làm cho sự vật này khác với sự vật kia; phân biệt với số lƣợng: tăng trƣởng số lƣợng tới mức nào thì làm thay đổi chất lƣợng”. (*) Chất lƣợng DH: Chất lƣợng DH chính là chất lƣợng của ngƣời học hay kiến thức phổ thông mà ngƣời học lĩnh hội đƣợc. Vốn kiến thức phổ thông toàn diện và vững chắc ở mỗi ngƣời là chất lƣợng đích thực của DH. Chất lƣợng DH đƣợc đánh giá dựa trên mức độ đạt đƣợc các mục tiêu cơ bản về kiến thức - kỹ năng - thái độ của ngƣời học. (*) Chất lƣợng kiến thức vật lí: Kiến thức vật lí là kết quả phản ánh trong đầu óc con ngƣời về sự tồn tại khách quan của các sự vật, hiện tƣợng, quá trình vật lí với cấu trúc vật chất, các tính chất, các mối liên hệ quy luật của chúng về cách thức hoạt động của con ngƣời nhận thức và vận dụng các tính chất và các mối liên hệ quy luật đó [25]. b) Chất lƣợng nắm vững kiến thức: Theo từ điển giáo dục Việt Nam đó là “việc ngƣời học hiểu, chiếm lĩnh kiến thức, làm chủ kiến thức”. DH vật lí theo LTKT nhằm đạt đƣợc những nhiệm vụ và mục tiêu chung của giáo dục Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 32 phổ thông, đảm bảo HS nắm vững kiến thức vật lí. Chất lƣợng nắm vững kiến thức vật lí của HS thể hiện ở các mức độ sau: - Trình độ nhận biết, tái tạo [32]: trình độ này thể hiện ở khả năng nhận ra đƣợc, nhớ lại đƣợc, phát ngôn lại đƣợc đúng với trình bày kiến thức đã có, thực hiện lặp lại đƣợc đúng mọi cách thức hoạt động cụ thể đã có. - Trình độ hiểu, áp dụng: trình độ này thể hiện ở khả năng giải thích, minh hoạ đƣợc nghĩa của kiến thức, áp dụng đƣợc kiến thức đã nhớ lại hoặc đã đƣợc gợi ra để giải quyết những tình huống tƣơng tự với những tình huống đã biết. - Trình độ vận dụng linh hoạt: trình độ này thể hiện ở khả năng lựa chọn, áp dụng kiến thức trong tình huống có biến đổi so với tình huống đã biết. - Trình độ sáng tạo: trình độ này thể hiện ở khả năng phát biểu và giải quyết các vấn đề theo cách riêng của mình bằng cách lựa chọn, đề xuất và áp dụng kiến thức để giải quyết đƣợc các vấn đề không theo mẫu đã có sẵn. DH theo LTKT giúp HS có kiến thức hệ thống, bền vững và có khả năng vận dụng cao. Đặc biệt thấy đƣợc tính “ích lợi”của kiến thức mới biết vận dụng nó để giải quyết tình huống, thay vì dùng các quan niệm cũ. Khi HS đã tự kiến tạo đƣợc kiến thức thì mức độ nắm vững kiến thức thƣờng ở mức độ hiểu, vận dụng linh hoạt, vận dụng sáng tạo. Cụ thể về LTKT trong DH vật lí ở trƣờng phổ thông: + Vận dụng lí thuyết – làm bài tập bài tập nâng cao gây hứng thú cho HS. + Vận dụng các định luật – làm bài tập  giải thích các hiện tượng thực tế ứng dụng thực tế  làm cho HS say mê tìm hiểu kiến thức vật lí. => Nâng cao chất lượng dạy và học Vật lí. 1.1.5. Quá trình tổ chức DH vật lí theo LTKT Trên cơ sở của LTKT, và đáp ứng đƣợc các yêu cầu của bộ môn vật lí, thì quá trình tổ chức DH vật lí ở nhà trƣờng phổ thông cần có các bƣớc sau: 1.1.5.1. Công tác chuẩn bị bài: (đây là khâu quan trọng quyết định sự thành bại của bài giảng), ngƣời GV phải tiến hành các công việc sau: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 33 - Xác định rõ mục đích yêu cầu của bài, ngƣời GV phải nắm vững kiến thức, phân tích, xác định trọng tậm kiến thức của bài, lôgíc hình thành và phát triển kiến thức của bài trong tổng thể kiến thức của cả chƣơng hoặc cả chủ đề. Để xác định mục tiêu DH của bài học thông qua việc chia bài học ra làm những đơn vị kiến thức nhỏ cụ thể, phù hợp với khả năng nhận thức của HS và lôgíc nội dung bài học, từ đó xác định mục tiêu kiến thức cần đạt đƣợc cho từng đơn vị kiến thức cụ thể. - Để làm rõ chủ đề học tập, GV phải xây dựng tình huống học tập. Dự kiến và phân tích các câu trả lời của HS có thể xảy ra trong giờ học, dự kiến những khó khăn, những trở ngại nhận thức mà HS có thể gặp phải, giới thiệu một số kiến thức liên quan đến chủ đề tạo cơ sở cho HS đặt câu hỏi trong các bƣớc sau về những vấn đề liên quan đến nội dung bài học. Dựa vào kiến thức vốn có của HS,điều tra, để hiểu rõ những hiểu biết của HS, chính xác hoá một số kiến thức còn nhầm lẫn ở HS, từ đó xác định việc học tập cần phải thay đổi, phát triển hay hoàn thiện quan niệm nào ở HS. Xác định rõ những kiến thức nào cần thông báo, những kiến thức nào cần xây dựng. - Giúp GV thiết kế đƣợc phƣơng án DH một cách tối ƣu nhất phù hợp với HS, các câu hỏi, các tình huống có vấn đề đƣợc đƣa ra phải mở liên quan đến kinh nghiệm và kiến thức vốn có của HS. Dự kiến các ý kiến, phân tích các câu trả lời của HS có thể xảy ra trong giờ học, phƣơng án đánh giá các ý kiến, các cách định hƣớng tƣ duy của HS. Đồng thời phải kích thích đƣợc sự tìm tòi, khám phá phù hợp với điều kiện thực tế, năng lực khám phá của HS. - Dự kiến cách tổ chức các nhóm làm việc và thảo luận, tuỳ theo điều kiện thiết bị DH để chia nhóm. - Chuẩn bị thiết bị DH, các dụng cụ thí nghiệm cần thiết cho bài học. - Xây dựng nội dung đánh giá trên phiếu học tập để kiểm tra sự tiếp thu kiến thức mới của HS qua bài học. 1.1.5.2. Tiến trình giảng dạy trên lớp Bƣớc này là lúc ngƣời GV thực hiện những ý đồ sƣ phạm của mình theo một mục tiêu đã định, khâu này có tính linh động tƣơng đối đòi hỏi ngƣời GV Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 34 phải có khả năng sƣ phạm nhất định, theo lý thuyết tiến trình DH một đơn vị kiến thức vật lí cụ thể, đƣợc thực hiện qua ba bƣớc cơ bản: Bƣớc 1: Giai đoạn huy động vốn kiến thức, kinh nghiệm sẵn có của HS có liên quan đến nội dung cần nghiên cứu. Giai đoạn này cần đặt ra từ trƣớc khi đặt ra nhiệm vụ nhận thức của HS, và có vai trò hết sức quan trọng đối với hiệu quả của quá trình tƣ duy. Ngƣời GV cần quan tâm đến những kinh nghiệm làm cản trở quá trình tiếp nhận kiến thức mới của HS, đó là những QNS lầm (hoặc chƣa đầy đủ) đã có sẵn của HS đối với vấn đề nhận thức. Muốn thay đổi tận gốc QNS lầm, thì phải làm cho HS tự thấy QNS, và tự nguyện tiếp thu quan niệm đúng. Đây là bƣớc khởi đầu rất quan trọng, nó xác định những điều kiện xuất phát và mục tiêu hoạt động học tập đang diễn ra, giúp HS bộc lộ một cách tự nhiên những QNS hoặc chƣa đầy đủ...GV cần phải xây dựng đƣợc những tình huống mang tính thực tiễn, tạo ra mâu thuẫn nhận thức khêu gợi sự tranh cãi, thảo luận, nhƣng phải phù hợp với tầm gần nhất của HS. Đó là hƣớng đi cụ thể của QĐKT trong việc tìm ra một phƣơng pháp mới. Bƣớc 2: Đánh giá các ý kiến, thay đổi, phát triển quan niệm hiểu biết ban đầu, xây dựng kiến thức mới: GV cho HS thảo luận để làm rõ các ý tƣởng, quan niệm, tìm bằng chứng bảo vệ hoặc phản biện các quan niệm này, xây dựng các phƣơng án đánh giá, so sánh các quan điểm với các kết quả thí nghiệm, hoặc kết quả suy luận từ lý thuyết. Ở bƣớc này, khi trao đổi với HS, GV đóng vai trò chủ đạo nhằm động viên HS phản ánh những điều mình đang làm, đang nghĩ, hoặc đang thích. Sau đó HS so sánh kết quả khám phá của mình với các bạn, cùng với GV đƣa ra quan điểm của các nhà khoa học, qua đó HS tự nhận thấy, hoặc tự chỉ ra sự không phù hợp hoặc chƣa đầy đủ trong hiểu biết hiện có. Lúc đó HS tự bổ sung, tổng hợp, hoặc khái quát hoá hay phải thay đổi từ bỏ quan niệm hiện tại, để xây dựng kiến thức khoa học mới. Bƣớc 3: Để HS nắm vững kiến thức, tin tƣởng tuyệt đối vào sự đúng đắn vào kiến thức khoa học mới thì GV cần cho HS vận dụng kiến thức đó vào thực tế, tiếp tục thử thách, kiểm nghiệm trong những nội dung DH tiếp theo. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 35 Trong bƣớc này GV giúp HS đánh giá sự tiến bộ của chính họ, nhằm thúc đẩy HS có trách nhiệm hơn với đối với việc học tập của bản thân. (Tiến trình DH một đơn vị kiến thức vật lí cụ thể theo LTKT đƣợc tiến hành nhƣ sơ đồ trong phụ lục 1 kèm theo). 1.1.5.3. Kiểm tra - đánh giá và tự kiểm tra - đánh giá Là một bƣớc quan trọng không thể thiếu trong quá trình DH theo LTKT, GV thực hiện ngay từ khi bắt đầu chuẩn bị thiết kế tiến trình DH cho đến khi kết thúc tiến trình DH trên lớp. Việc kiểm tra - đánh giá phải đƣợc tiến hành thƣờng xuyên và nhằm hai mục đích: - Giúp GV thu đƣợc thông tin ngƣợc (thu đƣợc thông tin từ HS đến GV). Những thông tin này cho giúp cho GV biết đƣợc sự thay đổi các QNS hoặc chƣa đầy đủ của HS ở mức độ nào, tiếp thu kiến thức mới đến đâu. Từ đó GV đánh giá đƣợc quá trình DH và chuẩn bị cho giai đoạn tiếp theo. - Qua việc kiểm tra đánh giá và tự kiểm tra đánh giá ngay trong quá trình học sẽ giúp HS định hƣớng tƣ duy, nâng cao khả năng nhận thức, khi đó HS tự điều chỉnh hoạt động học của mình. 1.2. Cơ sở thực tiễn của việc vận dụng LTKT trong dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông Tìm hiểu thực tế sơ bộ trên 30 GV giảng dạy vật lí THPT và 245 HS trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh bằng phƣơng pháp thăm dò, trò chuyện, điều tra, chúng tôi rút ra đƣợc nhận xét sau: Nhận xét 1: Về hứng thú học tập của HS đối với bộ môn vật lí - Tỷ lệ HS thích học môn vật lí: 48% - Lý do không thích học: + Do GV dạy không hiểu, không hứng thú: 33% + Do không phù hợp với năng lực: 15% + Do không cần thi đại học: 8% Trong số 48% HS thích học môn vật lí thì có 51% cho rằng đó là do GV dạy hiểu, HS hứng thú học; tỷ lệ HS thực sự yêu thích bộ môn rất hạn chế. Nhƣ vậy phƣơng pháp giảng dạy của GV là một trong những nguyên nhân quan trọng giúp cho HS thích hay không thích học môn vật lí và có thể Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 36 hình dung phƣơng pháp dạy của thầy và cách học của trò qua những nhận xét tiếp theo. Nhận xét 2: về hoạt động của HS trên lớp - Chép bài một cách thụ động: 61% - Các hoạt động khác: + Thƣờng xuyên trao đổi với bạn: 10% + Không bao giờ trao đổi trong học tập: 72% + Thƣờng xuyên hỏi GV trong học tập: 5% + Thỉnh thoảng trao đổi với GV về nội dung bài học: 11% + Quan sát GV làm thí nghiệm: 82% + HS tự tiến hành thí nghiệm: 2% + Không tự làm thí nghiệm: 98% Nhận xét 3: về hoạt động của GV trên lớp - GV thƣờng dạy các khái niệm theo kiểu thông báo một cách trực tiếp, nêu khái niệm, giải thích và hƣớng dẫn làm bài tập vận dụng: 78% - GV thƣờng xây dựng khái niệm, HS theo dõi quá trình xây dựng và ghi nhớ: 81% - GV giúp HS tự xây dựng khái niệm: 15% - Về thí nghiệm: + Không bao giờ làm thí nghiệm: 0% + Không bao giờ hƣớng dẫn HS làm thí nghiệm: 0% + Sử dụng thí nghiệm để minh hoạ: 83% + Sử dụng thí nghiệm để kiểm tra lý thuyết: 66% Nhận xét 4: mong muốn của HS - Thích GV giảng bài cho HS tự ghi: 85% - Thích GV đọc cho chép: 33% - Thích GV dạy có sử dụng tranh ảnh, sơ đồ, thí nghiệm: 100% - Thích đƣợc trao đổi thảo luận: 87% - Thích làm bài tập hơn học lý thuyết: 76% Kết quả điều tra của chúng tôi thấy nhu cầu HS muốn tự hoạt động, trao đổi với GV và bạn bè là rất cao. Tuy nhiên những hoạt động thực tế của GV Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 37 và HS trên lớp học lại chƣa đáp ứng đƣợc nhu cầu đó. Điều này cho thấy tính cấp bách của thực tiễn về việc áp dụng các phƣơng pháp DH tích cực để đổi cách dạy và học trong nhà trƣờng phổ thông, trong đó có DH theo QĐKT. KẾT LUẬN CHƢƠNG I Để tìm hiểu cơ sở lí luận và thực tiễn của việc vận dụng LTKT trong dạy học vật lí ở các trƣờng phổ thông, chúng tôi đã kết hợp sử lí, tổng hợp các tài liệu có liên quan đồng thời kết hợp với việc khảo sát thực tế từ 30 GV giảng dạy vật lí THPT và 245 HS trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh, qua đó đã đƣa đến những kết luận cụ thể nhƣ sau: 1. DHKT là cách tiếp cận quá trình DH theo QĐKT. Các quan điểm của DHKT phù hợp với các nghiên cứu trong nhận thức luận, tâm lý học và phù hợp với mục tiêu giáo dục hiện nay. 2. Trên cơ sở những luận điểm, những yêu cầu và nguyên tắc của quá trình DHKT, có thể xây dựng các tiến trình DHKT theo ba bƣớc: Bƣớc 1: Làm bộc lộ quan niệm, hiểu biết sẵn có của HS. Bƣớc 2: Thay đổi, phát triển quan niệm ban đầu của HS. Bƣớc 3: Củng cố vận dụng kiến thức mới. 3. Qua phân tích và tìm hiểu thực tế DH cho thấy vận dụng LTKT trong dạy học vật lí đáp ứng đƣợc những yêu cầu của việc đổi mới PPDH, góp phần thực hiện tốt chƣơng trình SGK mới. Vận dụng LTKT một cách thích hợp trong dạy học vật lí sẽ đáp ứng đƣợc những đòi hỏi thực tiễn về hứng thú và nhu cầu của HS đối với cách dạy và học vật lí trên lớp hiện nay. Dạy học vật lí theo LTKT là một trong những cách dạy khắc phục đƣợc QNS và góp phần nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến thức của HS. * * * Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 38 CHƢƠNG II TỔ CHỨC QUÁ TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƢƠNG "CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN" (VẬT LÝ LỚP 10- NÂNG CAO) THEO QUAN ĐIỂM KIẾN TẠO 2.1. Các định luật bảo toàn 2.1.1. Tổng quan về các định luật bảo toàn Vũ trụ luôn luôn biến đổi, đó là điều mà mọi ngƣời đều biết qua quan sát các hiện tƣợng tự nhiên trong thực tế. Nhƣng các nhà triết học từ lâu đã có ý nghĩ biện chứng rằng: bên ngoài sự vật biến đổi, nhƣng bên trong cái gì đó không đổi, đƣợc bảo toàn. Cái vĩnh hằng đó nhiều khi có tính chất thần bí, tôn giáo. Nhƣng phải đến khi khoa học, và nhất là vật lí học phát triển, thì lần lƣợt các định luật bảo toàn mới đƣợc thành lập và trở thành các trụ cột của tòa lâu đài khoa học, vì chúng bao trùm lên tất cả các hiện tƣợng của thế giới vô sinh và hữu sinh. Ta nói rằng các định luật bảo toàn minh họa cho tƣ tƣởng triết học biện chứng: trong cái biến đổi có cái không đổi. Các định luật ấy cũng giúp ta thấy cái thống nhất trong các hiện tƣợng muôn hình vạn trạng. Rất nhiều định luật, nguyên lý của vật lí học xây dựng bằng lập luận hoặc thực nghiệm riêng có thể rút về sự áp dụng các định luật bảo toàn. Các định luật bảo toàn đều có một nội dung chung: chúng phản ánh về mặt khoa học sự bảo toàn của thế giới vật chất, tức là sự bảo toàn của vật chất đang vận động nhƣng mỗi định luật bảo toàn lại phản ánh tƣ tƣởng tổng quát đó đối với một đối tƣợng nghiên cứu cụ thể. Đối với ngƣời học vật lí, áp dụng các định luật bảo toàn cho một phƣơng pháp giải các bài toán vật lí hữu hiệu; nhất là khi phƣơng pháp dùng các định luật Niutơn tỏ ra phức tạp. Trong các trƣờng hợp va chạm, nổ thì không dùng đƣợc các định luật Niutơn vì lực xuất hiện khi đó rất lớn nhƣng lại không xác định đƣợc. Khi đó, chỉ có thể dùng các định luật bảo toàn, ta sẽ đƣợc kết quả không tuyệt đối chính xác, nhƣng cũng đủ chính xác cho các mục đích thực tiễn. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 39 2.1.2. Các định luật bảo toàn trong chƣơng trình vật lí THPT 2.1.2.1. Chƣơng trình vật lí THPT (chuẩn và nâng cao) a) Chƣơng trình Lớp 10. Phần Cơ học: Hai định luật bảo toàn động lƣợng và bảo toàn cơ năng. Phần Nhiệt học: Định luật bảo toàn năng lƣợng áp dụng cho các hiện tƣợng cơ - nhiệt. b) Chƣơng trình Lớp 11. Phần điện học: Các định luật bảo toàn liên quan đến điện tích, năng lƣợng điện từ trƣờng. c) Chƣơng trình Lớp 12. Phần quang học, Dao động và sóng có các định luật bảo toàn liên quan. Phần Vật lí hạt nhân: có các định bảo toàn riêng cho các nguyên tử, hạt nhân, hạt cơ bản. Riêng chƣơng trình nâng cao có thêm phần học về vật rắn với các định luật bảo toàn cơ năng, mô men động lƣợng về vật rắn. 2.1.2.2. Chƣơng trình vật lí lớp 10 nâng cao Ngoài mục tiêu chung đã đƣợc xác định trong Chƣơng trình chuẩn, Chƣơng trình nâng cao còn nhằm giúp HS mở rộng và hiểu sâu hơn một số kiến thức vật lí; rèn luyện vững chắc một số kỹ năng quan trọng, đặc biệt là kĩ năng thực hiện tiến trình khoa học, thực hành vật lí và vận dụng các hiểu biết để giải quyết các vấn đề vật lí trong khoa học, đời sống và sản xuất ở mức độ phổ thông. 2.1.2.3. So sánh sự phân bố nội dung giữa SGK xuất bản trƣớc năm 2006 (SGK cũ) và SGK xuất bản sau năm 2006 (SGK mới) a) Trong SGK cũ bài định luật bảo toàn động lƣợng đƣợc rút gọn từ 4 tiết thành 2 tiết. b) Trong SGK cũ, bài công của trọng lực thêm phần định luật bảo toàn công (đã học ở THCS) và tách khỏi khái niệm Thế năng (đƣợc đặt ở bài sau). Tiếp đó, khái niệm động năng và thế năng đƣợc ghép chung thành một bài, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 40 trong khi chúng là hai dạng năng lƣợng cơ học đƣợc xây dựng từ hai cách khác nhau. Ngoài ra, nội dung của thế năng đàn hồi chỉ đƣợc nói đến trong vài dòng sơ lƣợc ở cuối bài. c) SGK nâng cao có sửa đổi cách sắp xếp trật tự các khái niệm để đƣợc hợp lí hơn. Để dẫn đến khái niệm cơ năng, lần lƣợt xét các khái niệm động năng, thế năng trọng trƣờng và thế năng đàn hồi để ở 3 bài riêng. Vấn đề thế năng trọng trƣờng (thay đổi thuật ngữ thế năng của vật nặng đặt trong trọng trƣờng) đặt sau khái niệm động năng đã đƣợc gắn với vấn đề công của trọng lực áp dụng ngay trong trƣờng hợp tổng quát đƣờng đi vật có dạng bất kì. Thế năng đàn hồi là dạng thứ hai của thế năng, đƣợc khảo sát thành một bài riêng. d) Trong SGK cũ, va chạm đàn hồi của hai vật đƣợc đƣa vào dƣới dạng một bài tập, còn va chạm mềm đƣợc trình bày nhƣ một ứng dụng của định luật bảo toàn động lƣợng. Cách khảo sát nhƣ vậy thiếu nhất quán đối với cùng một hiện tƣợng. SGK nâng cao đặt cả hai loại va chạm vào một bài riêng, coi nhƣ một ứng dụng của cả hai định luật bảo toàn động lƣợng và bảo toàn cơ năng. e) Để tổng kết các bài định luật bảo toàn, SGK nâng cao bố trí thêm một tiết bài tập về các định luật bảo toàn với một số bài tập mẫu. Bài này có tác dụng giúp HS củng cố hệ thống kiến thức và vận dụng các định luật bảo toàn. f) Cuối cùng với mục đích cập nhật các kiến thức về thiên văn học, SGK nâng cao có thêm một bài các định luật Kê-ple. 2.1.3. Hệ cô lập và các định luật bảo toàn Để nghiên cứu một hệ vật chất, đầu tiên ta phải xác định rõ hệ ấy gồm những vật, những hạt gì, tức là phân biệt hệ với các vật không thuộc hệ mà ta gọi là ngoại cảnh. Trƣờng hợp chung, hệ và ngoại cảnh tƣơng tác với nhau rất khó nghiên cứu, nên ta chọn hệ nhƣ thế nào để tƣơng tác này có thể bỏ qua, ít nhất là trong lần đầu nghiên cứu. Hệ không tương tác với ngoại cảnh (hoặc tương tác có thể bỏ qua) gọi là hệ cô lập. Cô lập về Cơ học là không có ngoại lực tác động. Điều quan trọng là hệ cô lập tuân theo các định luật bảo toàn. Một đại lượng vật lí của một hệ được bảo toàn nếu nó không đổi với thời gian. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 41 Trong Cơ học ta có định luật bảo toàn động lƣợng, cơ năng, mô men động lƣợng; Trong Nhiệt học ta có định luật bảo toàn năng lƣợng viết dƣới dạng nguyên lí thứ I của Nhiệt động lực học; Trong Điện học ta có định luật bảo toàn điện tích, bảo toàn năng lƣợng (bao gồm cả năng lƣợng điện trƣờng và năng lƣợng từ trƣờng); Trong vật lí vi mô, ta có những định luật bảo toàn riêng cho nguyên tử, hạt nhân, hạt cơ bản. Đặc biệt là những định luật bảo toàn chỉ đúng với loại tƣơng tác này mà không đúng với loại tƣơng tác khác. Mỗi định luật bảo toàn ứng với một bất biến nào đó. Từ sự bất biến đối với phép tịnh tiến trong không gian có thể suy ra định luật bảo toàn động lƣợng; Từ sự bất biến với phép quay trong không gian có thể suy ra định luật bảo toàn mô men động lƣợng; Từ sự bất biến với phép dịch chuyển trong không gian có thể suy ra định luật bảo toàn cơ năng. 2.1.4. Đặc điểm của chƣơng "Các định luật bảo toàn" (SGK - Vật lí 10 nâng cao) Chƣơng này là phần cuối của chƣơng trình cơ học lớp 10, nên có thể sử dụng các kiến thức đã học trong các chƣơng trƣớc. Nhƣ tiêu đề của chƣơng đã nêu, HS đƣợc học những quy luật quan trọng nhất của cơ học, đó là các định luật bảo toàn. Để nghiên cứu các định luật bảo toàn, HS đƣợc học thêm nhiều khái niệm mới, và đƣợc bổ sung những kiến thức sâu hơn, định lƣợng hơn so với chƣơng trình THCS. Đó là khái niệm động lƣợng, công suất, động năng, thế năng, lực thế, năng lƣợng cơ học nói riêng và năng lƣợng nói chung. Các định luật bảo toàn trình bày trong chƣơng này gồm các định luật bảo toàn động lƣợng và định luật bảo toàn cơ năng. Bài Thế năng đƣợc học riêng sau bài Động năng và thêm một bài mới là Thế năng đàn hồi. Sau khi học định luật bảo toàn cơ năng, có một bài riêng về va chạm nhƣ là một vận dụng cả hai định luật bảo toàn động lƣợng và định luật bảo toàn cơ năng. Cuối cùng là một bài có nội dung hoàn toàn mới: Các định luật Kêp-le và chuyển động của vệ tinh. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 42 Các định luật bảo toàn không chỉ bổ sung cho phƣơng pháp động lực học khi giải các bài toán cơ học mà còn thay thế hoàn toàn trong một số trƣờng hợp không thể áp dụng đƣợc các định luật Niutơn. Kiến thức mà HS đƣợc học trong chƣơng này cũng gắn liền với những ứng dụng thực tiễn trong kỹ thuật và đời sống, vì năng lƣợng luôn luôn là khái niệm vật lí quan trọng nhất, bao trùm trong mọi hiện tƣợng thiên nhiên và thực tế cuộc sống của con ngƣời. 2.1.5. Phân tích nội dung kiến thức khoa học của chƣơng "Các định luật bảo toàn" (SGK- vật lí 10 nâng cao) 2.1.5.1. Động lƣợng – Định luật bảo toàn động lƣợng Khi nghiên cứu sự va chạm của hai hay nhiều vật, Đêcac rút ra kết luận rằng chuyển động có thể truyền từ vật này sang vật khác, nhƣng không thể bị mất đi và không thể tự sinh ra. Khi chuyển động của một vật này tăng nên bao nhiêu thì chuyển động của vật khác cũng giảm đi bấy nhiêu, và chuyển động của cả hệ là không đổi. Đêcac cho rằng số đo của chuyển động là động lƣợng 𝑝 = 𝑚𝑣 (hiểu theo nghĩa số lƣợng của chuyển động). Động lƣợng của hệ cô lập đƣợc bảo toàn, nói cách khác, tổng động lƣợng của các vật trong hệ trƣớc va chạm và sau va chạm là không đổi. Định luật bảo toàn động lƣợng phản ánh tính chất đồng tính của không gian: Ta thấy ngay biểu thức của lực chỉ phụ thuộc tọa độ của các chất điểm tƣơng tác. Xét hai chất điểm A và B. Lực tác dụng lên A phụ thuộc vào các tọa độ 𝑥𝐴 ,𝑦𝐴 , 𝑧𝐴 và 𝑥𝐵 ,𝑦𝐵 , 𝑧𝐵, nhƣng để cho gọn ta chỉ ghi 𝑥𝐴 , 𝑥𝐵: 𝐹𝐴 = 𝐹𝐴 𝑥𝐴 , 𝑥𝐵 . Không gian đồng tính có nghĩa là khi ta tịnh tiến một khoảng a thì lực không đổi: 𝐹𝐴 = 𝐹𝐴 𝑥𝐴+𝑎, 𝑥𝐵 + 𝑎 . Lấy 𝑎 = −𝑥𝐴 ta có 𝐹𝐴 = 𝐹𝐴 0,𝑥𝐴−𝑥𝐵 , nghĩa là lực chỉ phụ thuộc hiệu các tọa độ, tức là khoảng cách giữa các chất điểm. Tƣơng tự, lực tác dụng lên B là: 𝐹𝐵 = 𝐹𝐵 𝑥𝐴−𝑥𝐵 = 𝐹𝐴 𝑥𝐵−𝑥𝐴 Hai lực 𝐹 𝐴 , 𝐹 𝐵 bằng nhau về độ lớn. Mặt khác dù là lực hút hay lực đẩy thì chúng cũng trái chiều. Vậy: 𝐹 𝐴 = −𝐹 𝐵 . Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 43 Đây chính là định luật III Niutơn. Kết hợp với định luật II Niutơn ta có đƣợc định luật bảo toàn động lƣợng. Dạng thứ hai của định luật II Niutơn: 𝐹 𝐴 = 𝑑𝑝 𝐴 𝑑𝑡 (1) Với 𝑝 𝐴 = 𝑚𝐴𝑣 𝐴 theo định nghĩa là động lƣợng của chất điểm 𝑚𝑖 có vận tốc 𝑣 𝑖 . Xét hệ cô lập gồm n chất điểm, ta có: 𝐹 𝐴 = 𝑑 𝑝 𝐴 𝑑𝑡 (2) Các 𝐹 𝐴 là các nội lực từng đôi trực đối nên tổng của chúng bằng 0. Khi đó: 𝑃 𝐴 = 𝑝 là tổng động lƣợng của hệ. Vậy: 𝑑𝑝 𝑑𝑡 = 0 , nghĩa là: 𝑝 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡. Tổng động lƣợng của một hệ cô lập đƣợc bảo toàn tƣơng đƣơng với ba đẳng thức đại số: 𝑝𝑥 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡; 𝑝𝑦 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡; 𝑝𝑧 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡 . Nếu hệ không cô lập nhƣng các ngoại lực đều song song với một phƣơng nào đó, 0z chẳng hạn, thì khi chiếu (2) xuống hai trục 0x, 0y ta có: 𝐹𝐴𝑥 = 0 = 𝑑 𝑝𝐴𝑥 𝑑𝑡 ; 𝐹𝐴𝑦 = 0 = 𝑑 𝑝𝐴𝑦 𝑑𝑡 Do đó: 𝑝𝐴𝑥 = 𝑝𝑥 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡; 𝑝𝐴𝑦 = 𝑝𝑦 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡. Ví dụ, nếu các ngoại lực đều là trọng lực, nghĩa là theo phƣơng thẳng đứng thì hình chiếu của tổng động lƣợng xuống mặt phẳng nằm ngang đƣợc bảo toàn. Trong bài này, ta thành lập định luật bảo toàn động lƣợng xuất phát từ các định luật Niutơn. Thực ra, Niutơn khi thiết lập định luật II đã bắt đầu từ hệ thức tổng quát: 𝐹 = ∆(𝑚𝑣 ) ∆𝑡 = ∆𝑝 ∆𝑡 (3) Biểu thức này cho thấy tƣơng tác giữa các vật đƣợc thể hiện và đo bằng độ biến thiên của động lƣợng theo thời gian. Nhƣ vậy, động lƣợng có ý nghĩa nhƣ một đại lƣợng vật lí đặc trƣng cho sự truyền chuyển động giữa các vật thông qua lực tƣơng tác. Trong chƣơng II, định luật II Niutơn đƣợc trình bày dƣới dạng: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 44 𝐹 = 𝑚𝑎 (4) Và coi lực là nguyên nhân gây ra sự biến đổi vận tốc (tức là gây ra gia tốc cho vật). Cách phát biểu này đã tách riêng khối lƣợng của vật, từ (4) ta thấy định luật II Niutơn chỉ xét sự biến thiên của vận tốc còn khối lƣợng coi nhƣ không đổi nhƣng khối lƣợng đặc trƣng cho quán tính của vật. Nếu cùng một lực tác dụng lên các vật khác nhau thì gia tốc biến đổi khác nhau dẫn đến vận tốc biến thiên khác nhau và ta nói rằng khối lƣợng có vai trò trong quá trình truyền tƣơng tác. Mặt khác, 𝑎 = 𝐹 𝑚 cho nên nếu 𝐹 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡 thì khi 𝑚 tăng  𝑎 giảm  vận tốc biến đổi ít  bảo toàn trạng thái  bảo toàn quán tính. Đó chính là sự phân biệt về tính tổng quát của hệ thức (3) so với hệ thức (4). Thực tế, đối với một vật chuyển động, không thể tách rời khối lƣợng và vận tốc của nó. Trái lại, đại lƣợng đặc trƣng cho sự truyền tƣơng tác giữa các vật chuyển động chính là động lƣợng 𝑚𝑣 , nó cho thấy sự gắn kết chặt chẽ khối lƣợng với vận tốc của vật. Có thể nêu một sự khác biệt nữa. Từ (4) ta có thể suy ra định luật quán tính: Khi 𝐹 = 0 thì 𝑎 = 0 (đối với cả vật đứng yên), tức là vận tốc giữ không đổi cả về độ lớn và phƣơng, chiều. Trong khi đó, từ (3) ta suy ra một hệ quả tổng quát hơn: khi không có tương tác thì động lượng của vật không thay đổi. Từ đó mở rộng cho một hệ kín, ta đã tìm đƣợc định luật bảo toàn động lƣợng nhƣ trình bày SGK. Khi giảng dạy trong bài cần lƣu ý cho HS ghi nhớ khái niệm động lượng là một đại lượng véc tơ, định luật bảo toàn động lượng là định luật bảo toàn véc tơ động lượng của hệ. Tuy nhiên, ở trình độ THPT thƣờng chỉ xét trƣờng hợp các véc tơ động lƣợng có cùng phƣơng, tức là chỉ vận dụng định luật bảo toàn động lƣợng dƣới dạng đại số (dạng véc tơ đƣợc xếp vào loại bài tập khó). Định luật bảo toàn động lƣợng áp dụng đƣợc cho trƣờng hợp các ngoại lực khác không, nhƣng hình chiếu của ngoại lực lên một phƣơng nào đó bằng không thì hình chiếu của tổng động lƣợng theo phƣơng đó đƣợc bảo toàn. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 45 Nếu trong hệ có va chạm, nổ… thì riêng trong thời gian va chạm, nổ ∆𝑡 𝑟ấ𝑡 𝑛𝑔ắ𝑛 , hệ có thể coi là cô lập, vì nó xuất hiện các nội lực rất lớn, nên các ngoại lực thông thƣờng nhƣ trọng lực, lực ma sát…hoàn toàn không đáng kể. Ta có thể áp dụng định luật bảo toàn tổng động lƣợng 𝑝 dƣới dạng: 𝑝 ngay trƣớc va chạm, nổ bằng 𝑝 ′ ngay sau va chạm, nổ. Mặc dù các vận tốc có thể biến đổi rất nhiều nhƣng thời gian va chạm, nổ rất ngắn nên các sản phẩm chƣa kịp di chuyển nhiều, ta coi nhƣ chúng bắt đầu quỹ đạo mới từ điểm cuối của quỹ đạo cũ. Dĩ nhiên ngoài thời gian va chạm ∆𝑡, tức là trên các quỹ đạo cũ và mới thì các định luật Niutơn có hiệu lực. Định luật bảo toàn động lƣợng có nhiều ứng dụng nhƣ giải bài toán súng giật khi bắn, chuyển động bằng phản lực, chuyển động của khối tâm, giải bài toán về va chạm, nổ…Ta lƣu ý động lƣợng là đại lƣợng véc tơ. Các đại lƣợng trƣớc và sau phải là những véc tơ bằng nhau (cùng hƣớng và độ lớn). Lƣu ý, nhƣ các định luật của Niutơn các định luật bảo toàn chỉ đúng với các hệ quy chiếu quán tính, các vận tốc đều phải tính đối với mặt đất. 2.1.5.2. Chuyển động bằng phản lực Trong bài này, chủ yếu làm cho HS hiểu nguyên tắc của chuyển động bằng phản lực sau khi đã học và nắm vững định luật bảo toàn động lƣợng. Mọi chuyển động của ngƣời xe cộ … đều nhờ vào phản lực của mặt đất khi chân ngƣời, bánh xe phát động tác dụng lực lên mặt đất. Nhƣng cụm từ “chuyển động bằng phản lực” thƣờng dành riêng để chỉ loại chuyển động ứng dụng định luật bảo toàn động lƣợng. Khi hệ phóng ra phía sau một phần của nó có động lƣợng −𝑝 , thì phần hệ còn lại phải tiến lên trƣớc để có động lƣợng 𝑝 , sao cho tổng động lƣợng không đổi. Nói nhƣ vậy tƣơng đƣơng với: lực 𝐹 đẩy một phần của hệ về phía sau, thì phản lực −𝐹 đẩy phần hệ còn lại lên trƣớc (điều này đúng khi ban đầu hệ đứng yên). Trong bài, SGK chỉ xét trƣờng hợp đơn giản nhất là tên lửa ban đầu đứng yên, tổng động lƣợng bằng 0. Nếu tên lửa phụt ra một khối lƣợng 𝑚 chất khí với vận tốc 𝑣 đối với đất có động lƣợng 𝑚𝑣 , thì phần còn lại có khối lƣợng 𝑀 phải chuyển động với vận tốc 𝑉 , sao cho động lƣợng 𝑀𝑉 thỏa mãn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 46 điều kiện tổng động lƣợng vẫn bằng 0: 𝑀𝑉 +𝑚𝑣 = 0 . Suy ra 𝑉 = − 𝑚 𝑀 𝑣 ; dấu trừ có nghĩa là khí phụt ra sau thì tên lửa tiến lên phía trƣớc. Sau đó thì nó chuyển động theo định luật nào? Ta nghiên cứu vấn đề này. Một đặc điểm quan trọng của tên lửa khi chuyển động là khối lượng của nó giảm thì vận tốc của nó tăng. Xe ô tô, máy bay cánh quạt khi chuyển động cũng đùn khói ra khí quyển nên cũng giảm khối lƣợng, nhƣng khối lƣợng khói rất nhỏ, có thể bỏ qua và coi nhƣ khối lƣợng của ô tô, máy bay không đổi. Ta có thể áp dụng định luật II Niutơn dƣới dạng quen thuộc: 𝐹 = 𝑚𝑎 với 𝑚 = 𝑐𝑜𝑛�