NỘI DUNG ĐỔI MỚI PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÍ Ở LỚP 11 THEO CHƯƠNG TRÌNH VÀ SÁCH GIÁO KHOA MỚI PGS. TS. Nguyễn Ngọc Hưng – Trường ĐHSP Hà Nội Để có thể đạt được mục tiêu mới của dạy học vật lí (DHVL) ở trường THPT, PPDHVL ở trường THPT nói chung và ở lớp 11 nói riêng phải thực hiện những định hướng đổi mới PPDH ở trường phổ thông. Việc đổi mới PPDHVL ở trường THPT nói chung và ở lớp 11 nói riêng có những nội dung cơ bản sau: 1. Dạy học được tiến hành thông qua việc tổ chức, hướng dẫn các hoạt động học tập mang tính tìm tòi nghiên cứu của HS: tạo các tình huống từ vốn kinh nghiệm, hiểu biết của HS để tập cho HS biết phát hiện ra vấn đề (PHVĐ) và vận dụng các KT đã học, hướng dẫn HS đề xuất và thực hiện các giải pháp để giải quyết vấn đề (GQVĐ) đã phát hiện, nêu các giả thuyết, thiết kế các phương án thí nghiệm (TN) nhằm kiểm tra tính đúng đắn của các giả thuyết 2. Đa dạng hóa các hình thức tổ chức dạy học (học trong các giờ nội khóa và trong các giờ tự chọn, học trong lớp, ngoài lớp, ngoài trường, học ở nhà), kết hợp học tập cá nhân và học tập hợp tác với các hình thức khác nhau (cặp, nhóm, lớp). GV cần tìm những nội dung học tập thích hợp, tránh tràn lan để tổ chức học tập theo nhóm. Ví dụ: Với các thiết bị thí nghiệm (TBTN) thực hành tối thiểu được cung cấp cho các trường THPT lần này, GV có thể tổ chức cho các nhóm HS tiến hành những TN sau dưới hình thức TN đồng loạt hoặc TN cá thể ngay trong bài học mới: TN kiểm nghiệm định luật Ôm đối với toàn mạch, TN khảo sát định luật Ôm đối với đoạn mạch chứa nguồn điện, TN khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điốt bán dẫn, TN khảo sát tính chất ảnh của một vật thật qua thấu kính hội tụ và qua thấu kính phân kì, lắp ráp mô hình kính hiển vi và kính thiên văn .Quá trình làm việc theo nhóm phải nhằm tiếp tục rèn luyện cho HS các kĩ năng làm việc tập thể mà HS đã có từ các lớp dưới. 3. Dạy HS phương pháp tự học thông qua toàn bộ quá trình dạy học - Trong một loạt công việc cần thực hiện trong quá trình học tập (PHVĐ, đề xuất giải pháp GQVĐ đã phát hiện, thực hiện giải pháp đã đề xuất, xử lí kết quả thực hiện giải pháp, khái quát hóa rút ra kết luận mới và vận dụng KT), GV cần tính toán xem với thời gian cho phép trên lớp, trình độ HS trong lớp thì việc gì được giao cho HS tự làm (ngay trên lớp hay ở nhà), việc gì cần có sự trợ giúp của GV, còn việc gì GV phải cung cấp thêm thông tin để HS có thể hoàn thành. Trong mọi bài học, GV đều có thể tìm ra một vài công việc để HS tự lực hoạt động. - Sự giúp đỡ của GV trong quá trình học tập của HS có thể là chia nhiệm vụ nhận thức thành những nhiệm vụ bộ phận vừa sức HS, đưa ra những nhận xét theo kiểu phản biện, nêu những câu hỏi định hướng quá trình làm việc của HS hoặc hướng dẫn HS xây dựng cơ sở định hướng khái quát các hoạt động khi làm việc với các nguồn thông tin (văn bản, đồ thị, bảng giá trị của đại lượng VL, TN VL…), cơ sở định hướng khái quát của quá trình xây dựng các loại KT VL khác nhau (khái niệm về các sự vật, hiện tượng và quá trình VL; khái niệm về đại lượng VL; định luật; qui tắc và nguyên lí cơ bản; thuyết; ứng dụng kĩ thuật của VL), cơ sở định hướng của việc giải một loại bài tập nào đó… 1 Ví dụ: Trong DHVL lớp 11, ngoài việc tổ chức cho HS tự lực làm việc với các TNVL, GV có thể cho HS tự nghiên cứu nhiều nội dung KT ngay trên lớp hoặc ở nhà, như sử dụng thuyết êlectron để giải thích các hiện tượng nhiễm điện, tính công của lực điện, thiết lập định luật Ôm đối với toàn mạch, định luật Ôm đối với đoạn mạch chứa máy thu điện, công thức tổng quát của định luật Ôm đối với các loại đoạn mạch, giải thích bản chất dòng điện trong kim loại, dòng điện trong chất điện phân, hiện tượng dương cực tan, dòng điện trong chân không và dòng điện trong chất khí, sự từ hóa các chất, thiết lập biểu thức tính suất điện động cảm ứng trong đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường, công thức thấu kính . Tuỳ thuộc vào nội dung tự học, mức độ kĩ năng mà HS đã đạt được, nhiệm vụ tự học những nội dung KT trên được giao cho HS với các mức độ khác nhau:từ việc đọc mục tương ứng trong SGK để trả lời câu hỏi cho trước đến việc đọc, phân ý, tìm những ý chính, tóm tắt nội dung của một mục, nhiều mục và thậm chí cả bài học, rồi trình bày trước lớp theo cách hiểu của mình. - Chương trình VL lớp 11 có một số KT (sự nhiễm điện do cọ xát, cấu tạo nguyên tử, định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ chứa điện trở, công và công suất của dòng điện, định luật Jun - Lenxơ, tương tác giữa hai nam châm và giữa nam châm với dòng điện, từ phổ của nam châm vĩnh cửu và của ống dây có dòng điện chạy qua, phương chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện, hiện tượng cảm ứng điện từ, hiện tượng khúc xạ ánh sáng, thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì, mắt, các tật cận thị và lão thị của mắt, kính lúp .) và một số kĩ năng sử dụng, lắp ráp các dụng cụ thí nghiệm, các linh kiện điện, linh kiện quang, sử dụng các máy đo điện mà HS đã được học ở các lớp dưới. Vì vậy, trong DH những KT này ở lớp 11, GV cần cho HS ôn tập lại để khai thác vốn KT, kĩ năng đã có của HS và dành thời gian cho việc bổ sung, đào sâu và mở rộng chúng theo yêu cầu của chương trình. Ví dụ: Khi học về lực từ tác dụng lên dòng điện, GV cho HS ôn tập lại mối liên hệ giữa phương chiều của lực từ với phương chiều của dòng điện và phương chiều của đường sức từ, qui tắc bàn tay trái và dành nhiều thời gian để nghiên cứu mối liên hệ định lượng giữa độ lớn của lực từ và độ lớn của cường độ dòng điện, chiều dài dây dẫn, góc hợp bởi dòng điện và đường sức từ, xây dựng định luật Ampe, hình thành khái niệm cảm ứng từ. Ở lớp 9, khi học “Hiện tượng cảm ứng điện từ”, từ TN chuyển động tương đối giữa nam châm vĩnh cửu và cuộn dây dẫn kín và TN đóng ngắt mạch điện của nam châm điện nằm yên trước cuộn dây dẫn kín, HS đã đi đến kết luận “Khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín biến thiên thì trong cuộn dây sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng”. Vì vậy, ở lớp 11 khi xét hiện tượng này, GV không nên tiến hành lại 2 thí nghiệm trên, mà nên cho HS ôn tập lại KT đã biết, xây dựng luôn khái niệm từ thông Phi, phát biểu lại điều kiện làm xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch điện kín và hướng dẫn HS dựa vào biểu thức tính Phi=B.S.cosa để xây dựng và tiến hành các phương án TN kiểm nghiệm lại sự xuất hiện dòng điện cảm ứng khi B thay đổi (thay đổi I, đưa lõi sắt vào trong lòng nam châm) hoặc khi diện tích S của cuộn dây thay đổi hay khi cuộn dây quay trong từ trường. Còn khi nghiên cứu hiện tượng khúc xạ ánh sáng, GV cần dành thời gian để HS đi sâu nghiên cứu mối liên hệ định lượng giữa góc khúc xạ và góc tới mà HS chưa biết ở lớp 9 để đi tới phát biểu được đầy đủ nội dung định luật khúc xạ ánh sáng. 4. Áp dụng kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề (DHPHvGQVĐ) khi nghiên cứu các kiến thức mới và một số ứng dụng kĩ thuật của VL 2 a) Kiểu DH này gồm các giai đoạn sau: Làm nảy sinh VĐ cần nghiên cứu ở HS trong quá trình thực hiện nhiệm vụ được giao – GQVĐ (đề xuất giải pháp – khảo sát lí thuyết hoặc khảo sát thực nghiệm, thực hiện giải pháp đã đề xuất để rút ra kết luận) –Kiểm tra kết luận,vận dụng kiến thức. b) Chương trình VL lớp 11 đề cập nhiều ứng dụng kĩ thuật (ƯDKT) của vật lí. Ngoài một số ƯDKT (ứng dụng của cặp nhiệt điện, của hiện tượng điện phân .) chỉ yêu cầu HS biết một cách sơ lược và một số ƯDKT (động cơ điện một chiều, máy phát điện xoay chiều) đã được xét ở lớp 9, cần cho HS ôn tập lại, việc DH loại KT này có thể diễn ra theo 2 cách: Trên cơ sở tìm hiểu cấu tạo, quá trình vận hành của TB đã có sẵn, tìm hiểu mô hình vật chất - chức năng, mô hình hình vẽ của TB, HS xác định cấu tạo của TB và sử dụng các KT đã biết để giải thích nguyên tắc hoạt động của TB;GV hướng dẫn HS dựa trên những KT đã học, đưa ra phương án thiết kế TB có chức năng cần thiết nào đó. Việc nghiên cứu các TB như ống phóng điện tử, đèn huỳnh quang, điện kế khung quay, cáp quang . có thể diễn ra theo cách thứ nhất, còn việc tìm cách khắc phục các tật của mắt, nghiên cứu các dụng cụ quang (DCQ - kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn) theo cách thứ hai là phù hợp để GV hướng dẫn HS tìm tòi, “phát minh” lại TBKT. Ví dụ: Tiến trình dạy học GQVĐ khi nghiên cứu “Kính thiên văn” gồm các giai đoạn sau: - Thông qua việc giải bài tập ở đầu bài học trong SGK, HS đi tới kết luận: Bằng mắt thường, ta không thể từ Trái đất thấy rõ Mộc tinh vì góc trông quá nhỏ. Từ đó, xuất hiện nhu cầu phải tạo ra một loại DCQ có nhiệm vụ hỗ trợ cho mắt khi quan sát các vật ở rất xa (thiên thể) sao cho khi nhìn thiên thể (TT) qua DCQ, ta sẽ thấy ảnh của nó dưới góc trông lớn hơn nhiều lần góc trông trực tiếp TT bằng mắt. - VĐ cần giải quyết là: Về nguyên tắc, DCQ đó (kính thiên văn-KTV) phải có cấu tạo như thế nào ? (gồm những linh kiện quang nào và các linh kiện quang này được bố trí ra sao ?). - Từ các KT đã biết về điều kiện để mắt nhìn rõ một vật (vật nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt và mắt nhìn vật dưới góc trông α≥α min ≈ 1’), về kính lúp và kính hiển vi, GV hướng dẫn HS thiết kế nguyên tắc cấu tạo của KTV: Kính gồm hai linh kiện quang: linh kiện quang thứ nhất (vật kính) có chức năng tạo ảnh thật A 1 B 1 của TT tại vị trí gần mắt và linh kiện quang thứ hai (thị kính) có chức năng tạo ảnh A 2 B 2 của vật A 1 B 1 sao cho ảnh này nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt và ta nhìn nó dưới góc trông lớn hơn nhiều lần góc trông trực tiếp TT bằng mắt. Với những câu hỏi gợi ý và bổ sung thêm của GV, các nhóm HS thảo luận, vẽ hình biểu diễn đường đi của các tia sáng, ảnh của vật tạo bởi vật kính và thị kính theo cách ngắm chừng nói chung, ngắm chừng ở vô cực nói riêng và đề xuất 3 phương án thiết kế cụ thể KTV ứng với cùng nguyên tắc cấu tạo đã nêu: KTV Kêple (hệ thấu kính hội tụ có tiêu cự dài và thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn), KTV phản xạ (hệ gương cầu lõm có tiêu cự dài và thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn), ống nhòm Galilê (hệ thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì). Trong quá trình HS thảo luận, GV có thể sử dụng phần mềm mô phỏng “Quang hình học - Mô phỏng và thiết kế” để hỗ trợ HS đề xuất các phương án thiết kế trên. - Lựa chon các linh kiện quang phù hợp trong TB TN thực hành về quang hình, nửa số nhóm HS trong lớp lắp ráp mô hình KTV Kêple, nửa số nhóm HS còn lại trong lớp lắp ráp mô hình ống nhòm Galilê và quan sát một vật ở xa qua các mô hình để xác nhận tính khả thi của các phương án đã thiết kế. 3 - GV bổ sung các chi tiết ở các KTV thật, cho HS xem các hình vẽ, hình chụp một số KTV thật và một vài KTV khúc xạ khác nhau (nếu có), nêu ưu điểm của KTV phản xạ. - GV giao cho HS về nhà tìm biểu thức tính số bội giác của KTV trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực. 5. Bồi dưỡng cho HS các PP nhận thức đặc thù của VL, đặc biệt là phương pháp thực nghiệm (PPTN) và phương pháp mô hình (PPMH) a) PPTN là PP nghiên cứu đặc thù của Vl, nhằm kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết KH. Phỏng theo chu trình nhận thực KHVL, PPTN (hiểu theo nghĩa rộng) thường gồm các giai đoạn sau: Làm nảy sinh VĐ cần nghiên cứu (câu hỏi cần trả lời) - Đề xuất giả thuyết - Suy luận lôgic từ giả thuyết ra hệ quả kiểm tra được bằng TN - Kiểm tra hệ quả bằng TN(bao gồm thiết kế phương án TN, lập kế hoạch TN, bố trí TN, tiến hành TN thu thập dữ liệu, xử lí dữ liệu thu được) - đối chiếu kết quả TN với hệ quả để khẳng định (đi tới KT mới) hoặc phủ định giả thuyết. Ví dụ: thiết kế tiến trình xây dựng các khái niệm lực từ và cảm ứng từ theo PPTN b) PPMH là PP nhận thức tính chất của các đối tượng gốc (sự vật, hiện tượng, quá trình) thông qua việc nghiên cứu trên MH của nó. PPMH thường gồm các giai đoạn sau: Thu thập các thông tin về đối tượng gốc - Trên cơ sở các tính chất cơ bản đã biết của đối tượng gốc, xây dựng MH như là vật thay thế cho đối tượng gốc - Làm việc trên MH để thu nhận những thông tin mới, suy luận từ những thông tin này ra các hệ quả có thể kiểm tra được trên đối tượng gốc - Kiểm tra tính đúng đắn của các hệ quả trên đối tượng gốc để rút ra các KT mới về đối tượng gốc. Trinh (Khoa Vat li)(Theo Tổ PPGD ) 4 . NỘI DUNG ĐỔI MỚI PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÍ Ở LỚP 11 THEO CHƯƠNG TRÌNH VÀ SÁCH GIÁO KHOA MỚI PGS. TS. Nguyễn Ngọc Hưng – Trường ĐHSP Hà Nội Để có. mục tiêu mới của dạy học vật lí (DHVL) ở trường THPT, PPDHVL ở trường THPT nói chung và ở lớp 11 nói riêng phải thực hiện những định hướng đổi mới PPDH