Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài Chương 2. Xây dựng mô hình thí nghiệm và sử dụng phần mềm Yenka hỗ trợ dạy học chương “ M t. Các dụng cụ quang”.
Thực nghiệm sư phạm 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN V THỰC TIỄN CỦA ĐỀ T I 1. Phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học các ứng dụng KHKT của vật lí 1. Khái niệm năng lực Khái niệm năng lực (competence) hiện được hiểu nhiều nghĩa khác nhau, tuỳ theo nh ng cách tiếp cận khác nhau, có thể hiểu: năng lực là khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề trong nh ng tình huống khác nhau thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo và kinh nghiệm cũng như sự sẵn sàng hành động. Đồng thời, nh ng yếu tố này phải quan sát, đo lường được và cho phép phân biệt được nh ng người có biểu hiện năng lực tốt nhất so với nh ng người khác.
190];[11] Để hình thành và phát triển năng lực cần xác định các thành phần và cấu trúc của chúng. Có nhiều loại năng lực khác nhau. Việc mô tả cấu trúc và các thành phần năng lực cũng khác nhau. Cấu trúc chung của năng lực hành động được mô tả là sự kết hợp của 4 năng lực thành phần: Năng lực chuyên môn, năng lực phương pháp, năng lực xã hội, năng lực cá thể.
Trong chương trình giáo dục hiện nay của các nước thuộc OECD (Tổ chức Hợp tác và phát triển kinh tế), mô hình năng lực được phân chia thành hai nhóm chính, bao gồm các năng lực chung (general competence - còn gọi là năng lực chính, năng lực nền tảng) và các năng lực chuyên môn (specific competence - còn gọi là năng lực chuyên biệt). Nhóm năng lực chung: là nh ng năng lực cơ bản, thiết yếu để con người có thể sống và làm việc bình thường trong xã hội, được hình thành và phát triển qua nhiều môn học. Năm 2002, EU (Hội đồng châu Âu) đã thống nhất xác định hệ thống năng lực chung cho CTGD như: Giao tiếp bằng tiếng mẹ đẻ; Giao tiếp bằng tiếng nước ngoài; Công nghệ thông tin và truyền thông. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nhóm năng lực chuyên môn : là nh ng năng lực riêng được hình thành và phát triển liên quan đến từng môn học cụ thể.
Ví dụ: nhóm năng lực chuyên môn trong môn Toán bao gồm các năng lực: Giải quyết các vấn đề toán học; Lập luận toán học; Mô hình hóa toán học. Năng lực giải quyết vấn đề Năng lực giải quyết vấn đề là khả năng của một cá nhân để sử dụng các quá trình nhận thức để đương đầu và giải quyết thực tế, tình huống liên ngành, giải pháp không phải là được vạch ra ngay lập tức rõ ràng và các kiến thức được áp dụng là không nằm trong một môn học duy nhất như đọc hiểu, toán học, khoa học hay các lĩnh vực khác. (Problem solving competency: This is an individual’s capacity to use cognitive processes to confront and resolve real, cross-disciplinary situations where the solution path is not immediately obvious and where the literacy domains or curricular areas that might be applicable are not within a single domain of mathematics, science and other domains. 30] Nh ng khái niệm về năng lực và năng lực giải quyết vấn đề đưa ra định nghĩa rất chung chung của việc giải quyết vấn đề.
Cụ thể hơn, để phân tích năng lực giải quyết vấn đề dựa trên quá trình giải quyết một vấn đề. Năng lực giải quyết vấn đề một người thể hiện bởi hiệu suất trong việc xác định một vấn đề, tìm kiếm thông tin có liên quan, đánh giá khó khăn, phức tạp của vấn đề, vạch ra một kế hoạch với hành động thích hợp và thực hiện của nó. Qua nghiên cứu, tham khảo kinh nghiệm các nước phát triển, đối chiếu với yêu cầu và điều kiện giáo dục trong nước nh ng năm s p tới, các nhà khoa học giáo dục Việt Nam đã đề xuất định hướng chuẩn đầu ra về phẩm chất và năng lực của chương trình giáo dục trung học nh ng năm s p tới, trong đó có đề cập tới năng lực giải quyết vấn đề như sau: a) Phát hiện và làm rõ vấn đề: Phân tích được tình huống trong học tập, trong cuộc sống; phát hiện và nêu được tình huống có vấn đề trong học tập, trong cuộc sống. 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com b) Đề xuất, lựa chọn giải pháp: Thu thập và làm rõ các thông tin có liên quan đến vấn đề; đề xuất và phân tích được một số giải pháp giải quyết vấn đề; lựa chọn được giải pháp phù hợp nhất.
c) Thực hiện và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề: Thu thập và làm rõ các thông tin có liên quan đến vấn đề; đề xuất và phân tích được một số giải pháp giải quyết vấn đề; lựa chọn được giải pháp phù hợp nhất. Dạy học các ứng dụng KHKT của vật lí Các ứng dụng của các định luật, nguyên lý, hiệu ứng,. Vật lí trong kỹ thuật và đời sống (gọi là các ứng dụng kỹ thuật) được hiểu là các đối tượng, thiết bị máy móc (hoặc hệ thống các đối tượng thiết bị máy móc) được chế tạo và sử dụng với mục đích nào đó trong kỹ thuật và đời sống mà nguyên t c hoạt động của chúng dựa trên các định luật, nguyên lý, hiệu ứng đó. Ví dụ: Máy ảnh, kính hiển vi, kính thiên văn, kính lúp,.
ứng dụng quy luật đường đi của các tia sáng qua lăng kính, gương, thấu kính (sự tạo ảnh qua lăng kính, gương, thấu kính). Xét một ứng dụng kĩ thuật trong đó không chỉ áp dụng các định luật Vật lí mà còn cần phải có nh ng đề xuất giải pháp đặc biệt để làm cho các hiện tượng Vật lí có hiệu quả cao, sao cho thiết bị được sử dụng thuận tiện trong đời sống và sản xuất. Để đạt được mục đích này khi nghiên cứu, học sinh không nh ng phải vận dụng nh ng định luật Vật lí vừa được thiết lập mà còn phải vận dụng tổng hợp nh ng hiểu biết, nh ng kinh nghiệm về nhiều lĩnh vực khác của Vật lí. Trong quá trình nghiên cứu các ứng dụng kĩ thuật, học sinh làm quen dần với việc tự lực chuyển nh ng kiến thức đã học (định luật, nguyên lý.
Vật lí) vào tình huống mới (giải thích hoạt động của ứng dụng kĩ thuật hay đưa ra một dự án thiết kế ứng dụng kĩ thuật) thông qua hoạt động của học sinh như : Mô tả và giải thích bằng ngôn ng nói, viết; thực hiện các thao tác kĩ thuật từ mức đơn giản là l p ráp theo sơ đồ có sẵn đến mức cao hơn là tự đề xuất, chọn lựa phương án thiết kế tối ưu ứng dụng kỹ thuật. Qua đó góp phần làm tư duy ngôn ng , óc sáng tạo Vật lí - kỹ thuật của học sinh phát triển. Trong dạy học ứng dụng kỹ thuật của Vật lí thường sử dụng hai loại mô hình: mô hình vật chất chức năng và mô hình hình vẽ (mô hình ký hiệu): 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com + Mô hình hình vẽ mô tả nh ng nét chính về cấu trúc của vật thể hay một cơ cấu kỹ thuật đã được lược bỏ nh ng chi tiết kỹ thuật không cần thiết (ví dụ : hình vẽ một máy ảnh, hình vẽ cách bố trí thí nghiệm về thấu kính. Mô hình hình vẽ có thể đại diện cho vật gốc về một số mặt, nhờ thế mà có thể sử dụng mô hình để dự đoán và giải thích một số hiện tượng (chẳng hạn có thể sử dụng mô hình hình vẽ để dự kiến thiết kế một thiết bị quang học đòi hỏi đáp ứng được nh ng yêu cầu đã cho trước.
Ví dụ : để quan sát vật từ rất xa phải dùng ống kính dài như kính thiên văn hoặc quan sát vật ở xa dùng ống kính ng n như ống nhòm. Dựa trên mô hình ta có thể thiết kế áng chừng. Tuy nhiên, mỗi mô hình chỉ phản ánh được một số tính chất nhất định của vật gốc. Bởi vậy mỗi mô hình đều có giới hạn ứng dụng của nó vì thế suy ra hệ quả lý thuyết có khi không hoàn toàn phù hợp với thực tiễn.
Ví dụ : Mô hình đường truyền của tia sáng qua thấu kính mà không kể đến tính chất quang sai của thấu kính thì, nếu chỉ dựa trên mô hình ta có thể tạo ra được kính lúp, kính hiển vi có độ phóng đại lớn tuỳ ý. Nhưng nh ng thấu kính thực tế luôn gặp phải vấn đề quang sai hay hiện tượng nhiễu xạ do đó số phóng đại của các kính quang học có giới hạn. Cho nên khi sử dụng mô hình nếu có điều kiện giáo viên nên chỉ cho học sinh thấy nh ng giới hạn đó để tính nh ng trường hợp ngoại suy trên mô hình quá giới hạn ứng dụng dẫn đến nh ng sai lầm đáng tiếc không phù hợp thực tế. + Mô hình vật chất của ứng dụng kỹ thuật có thể hoạt động được như đối tượng gốc (thực hiện chức năng), được chế tạo để thay thế vật gốc mà nguyên t c hoạt động của nó dựa trên các định luật, nguyên lý, hiệu ứng, hiện tượng Vật lí (ví dụ : mô hình kính hiển vi, kính thiên văn.) có thể tách ra được nh ng yếu tố riêng biệt của đối tượng nghiên cứu giúp cho học sinh nhìn thấy được các đối tượng kỹ thuật mà thực tế thường bị che kín.
Xuất phát từ sự phân tích về mặt bản chất của việc nghiên cứu các ứng dụng kỹ thuật trong dạy học Vật lí ở trên cho phép ta xác định: Việc nghiên cứu các ứng dụng kỹ thuật trong dạy học Vật lí ở các trường phổ thông có thể diễn ra theo hai con đường sau : 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Con đường thứ nhất: Trên cơ sở đã có sẵn ứng dụng kỹ thuật (thiết bị, máy móc.) nhiệm vụ của học sinh là nghiên cứu cấu tạo và giải thích nguyên t c hoạt động của các ứng dụng kỹ thuật trên cơ sở các định luật, nguyên lý. - Con đường thứ hai : Dựa trên các định luật, nguyên lý. Vật lí đã biết, nhiệm vụ của học sinh là đưa ra các phương án thiết kế một thiết bị nhằm giải quyết một yêu cầu kỹ thuật nào đó. Dạy học trải nghiệm và vận dụng trong dạy học các ứng dụng KHKT 1.