SKKN Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực tế phần động học chất điểm vào dạy học vật lí lớp 10 trung học phổ thông

PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. Lý do chọn đề tài
Theo nghị quyết số 29-NQ/TW, Nghị quyết 88/2014/QH13, Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT, ngày 28/12/2018 đã ban hành “ Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể trong chương trình giáo dục phổ thông 2018 ” gồm 5 phẩm chất và 10 năng lực. Trong đó có 3 nhóm năng lực chung và 7 năng lực thành tố. Bản thân là một giáo viên tôi có mong muốn đóng góp và xây dựng cho nền giáo dục Việt Nam, cũng như có trách nhiệm trong việc hình thành và phát triển năng lực của học sinh.
Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, bởi vậy trong quá trình giảng dạy thì giáo viên luôn cố gắng liên hệ với thực tế đời sống, trong đó bài tập vật lí mang tính thực tế là công cụ quan trọng để giúp giáo viên làm điều này.
Trong các năm gần đây, hệ thống câu hỏi và bài tập vật lí đã có những nhấn mạnh cụ thể ưu tiên ra các bài tập vật lí mang tính thực tế. Và trong quá trình tìm hiểu, tôi thấy rất ít đề tài về vấn đề này. Bởi vậy tôi quyết định chọn đề tài “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực tế phần động học chất điểm vào dạy học vật lí lớp 10 trung học phổ thông ” để nghiên cứu, hy vọng có thể góp phần vào việc bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức cho học sinh, phát huy tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh, nâng cao hiệu quả thực hiện tốt các mục tiêu giáo dục.
1.2. Mục đích nghiên cứu
– Nghiên cứu xây dựng và sử dụng bài tập vật lí thực tế phần động học chất điểm vật lí lớp 10 trung học phổ thông vào dạy học nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn từ đó nâng cao chất lượng dạy học trung học phổ thông.
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• Đối tượng
+ Hoạt động dạy và học bài tập thực tế phần động học chất điểm.
+ Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tế.
• Phạm vi nghiên cứu
+ Các kiến thức về vật lí 10 phần động học chất điểm.
+ Học sinh trung học phổ thông.
1.4. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng được hệ thống bài tập vật lí thực tế phần động học chất điểm và sử dụng chúng vào dạy học một cách hợp lí thì sẽ bồi dưỡng được năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn nhằm nâng cao chất lượng dạy học vật lí .
1.5. Nhiệm vụ nghiên cứu
Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc xây dựng và sử dụng bài tập mang tính thực tế nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn.
Đề xuất quy trình xây dựng và sử dụng bài tập vật lí thực tế phần động học chất điểm dạy học môn vật lí lớp 10 trung học phổ thông.
1.6. Phương pháp nghiên cứu
– Nghiên cứu văn kiện luật, văn kiện Đảng về phương pháp đổi mới giáo dục hiện hành.
– Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học, quan điểm của các nhà khoa học trong lĩnh vực giáo dục, tham luận có liên quan.
– Nghiên cứu nội dung, chương trình vật lí phần động học chất điểm vật lí lớp 10 trung học phổ thông.
– Điều tra thực trạng sử dụng bài tập vật lí mang tính thực tế trong quá trình dạy học môn vật lí lớp 10 ở trường trung học phổ thông.
1.7. Dự kiến đóng góp của đề tài
Hoàn thiện hơn cơ sở lý thuyết về bài tập vật lí mang tính thực tế và năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn.
Đề xuất các bước xây dựng bài tập vật lí thực tế phần động học chất điểm. Đề xuất được quy trình sử dụng hệ thống bài tập đã xây dựng vào dạy học.
Xây dựng được hệ thống tiêu chí và cách đánh giá năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn.
PHẦN 2. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
2.1. Cơ sở lí luận
2.1.1. Khái niệm bài tập vật lí
Trong thực tế dạy học, một vấn đề không lớn được giải quyết nhờ những suy luận hợp lí, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lí là một bài tập vật lí.
Chúng ta thường hiểu bài tập vật lí là những bài luyện tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lí, hình thành các khái niệm, phát triển tư duy vật lí của học sinh và rèn luyện kĩ năng vận dụng các kiến thức của học sinh vào thực tế.
Bài tập vật lí có ý nghĩa trong việc hình thành kiến thức mới và trong việc vận dụng kiến thức vào thực tế.
2.1.2. Áp dụng của bài tập vật lí
2.1.2.1. Bài tập là phương tiện thực hiện các nhiệm vụ vật lí
Nhiệm vụ giáo dưỡng: Bài tập vật lí là một phương tiện không thể thiếu để giúp học sinh xây dựng kiến thức mới, hiểu sâu nội dung kiến thức, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, hình thành và phát triển các phương pháp nghiên cứu vật lí.
Nhiệm vụ phát triển tư duy: Bài tập vật lí là một phương tiện giúp học sinh phát triển tư duy logic và tư duy biện chứng. Hoạt động giải bài tập vật lí, học sinh có điều kiện rèn luyện các thao tác tư duy như so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hoá… biết phát hiện và giải quyết vấn đề một cách sáng tạo.
Nhiệm vụ phát triển năng lực: Bài tập vật lí là phương tiện phát triển năng lực của học sinh. Qua hoạt động học tập, rèn luyện giải bài tập học sinh hình thành năng lực. Các hành động trong tiến trình giải bài tập vật lí hướng đến sự phát triển các năng lực thành phần của năng lực. Bài tập vật lí đa dạng về thể loại, hoạt động giải bài tập vật lí tác động tích cực đến việc hình thành và phát triển các năng lực chung và năng lực chuyên biệt môn vật lí của học sinh.
Nhiệm vụ giáo dục kỹ thuật tổng hợp và hướng nghiệp: Những bài tập vật lí định hướng phát triển năng lực có nội dung kỹ thuật, nội dung thực tế, bài tập thí nghiệm,… có tác dụng rèn luyện kĩ năng vấn dụng kiến thức vật lí vào giải quyết những vấn đề thực tế, những vấn đề kỹ thuật. Thông qua hoạt động giải bài tập, lồng ghép các kiến thức thức tế, các thông tin kỹ thuật và công nghệ, kinh tế và xã hội,…tạo có học sinh một mong muốn, khao khát được tiếp tục học tập và lao động trên một lĩnh vực nào đó trong tương lai.
Nhiệm vụ giáo dục phẩm chất, phát triển nhân cách: Bài tập vật lí cũng là phương tiện để rèn luyện những phẩm chất quan trọng như: Sự kiên trì, nhẫn nại, vượt khó, làm việc khoa học, tự lực, tự giác, trung thực…của học sinh trong học tập. Quá trình giải bài tập vật lí sẽ góp phần giáo dục phẩm chất, phát triển nhân cách cho học sinh.
2.1.2.2. Bài tập là phương tiện thực hiện mục đích của từng giai đoạn trong quá trình dạy học
Dùng bài tập để củng cố trình độ tri thức và kĩ năng xuất phát cho học sinh: Đầu giờ học xây dựng kiến thức mới, giáo viên thường giao cho học sinh những bài tập, câu hỏi có nội dung và phương pháp gắn với vấn đề sắp nghiên cứu. Giúp học sinh củng cố lại kiến thức cũ, hình thành mối liên hệ liên quan lôgic giữa tri thức cũ và tri thức mới, lĩnh hội được phương pháp nghiên cứu, giải quyết các vấn đề mới của bài học.
Dùng bài tập để đặt vấn đề nhận thức: Giáo viên tạo ra một tình huống có vấn đề liên quan đến hiện tượng, quá trình vật lí sắp được nghiên cứu … “tình huống vấn đề” chưa được học là cho học sinh một thử thách mà điểm xuất phát là như nhau, tạo cho học sinh sự hưng phấn, kích thích tính tò mò, nhu cầu học tập, định hướng mục tiêu cần đạt.
Dùng bài tập để hình thành tri thức, kĩ năng mới cho học sinh: Chỉ số ít bài tập có thể thực hiện chức năng này. Bài tập có thể là điểm khởi đầu dẫn dắt đến kiến thức mới, hoặc trong cách giải cần một tri thức và kĩ năng mới mà học sinh chưa được tiếp cận.
Bài tập là phương tiện ôn luyện, củng cố kiến thức, rèn luyện kĩ năng cho học sinh: Đây là giai đoạn mà bài tập vật lí phát huy tác dụng tốt nhất. Phát triển năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào giải quyết các vấn đề thực tiễn trong các tình huống theo mức độ: quen biết, quen biết có biến đổi và tình huống mới. Việc giải bài tập rèn luyện cho học sinh năng lực ghi nhớ, củng cố kiến thức, hiểu sâu kiến thức, sử dụng các phương pháp nghiên cứu vật lí, và sáng tạo linh hoạt trong vận dụng kiến thức.
Sử dụng bài tập vật lí trong việc tổng kết hệ thống hoá kiến thức của từng chương, từng phần và cả chương trình môn học vật lí: Không chỉ củng cố kiến thức đơn thuần, bài tập vật lí có thể sâu chuỗi các kiến thức liên kết với nhau. Bài tập vật lí còn chia thành các dạng cụ thể, giúp học sinh ghi nhớ được lâu hơn, hiểu rõ bản chất vật lí.
Sử dụng bài tập vật lí trong kiểm tra đánh giá năng lực của học sinh: Bài tập vật lí là phương tiện giúp giáo viên kiểm tra được trình độ lĩnh hội tri thức của học sinh, kĩ năng thực hành, kĩ năng tính toán, kĩ năng vận dụng lý thuyết để giải quyết những tình huống cụ thể của thực tiễn.
2.1.3. Khái niệm bài tập vật lí thực tế
2.1.3.1. Khái niệm bài tập vật lí thực tế
Là bài tập vật lí có vấn đề gắn với thực tế, nó có thể là giải thích một hiện tượng trong tự nhiên và kĩ thuật, hoặc là một điều kiện cụ thể trong thực tế nhưng đã được tối ưu hoá để có thể tính toán được bằng các công thức vật lí đã học.
2.1.3.2. Phân loại bài tập vật lí thực tế theo nội dung
Bài tập có nội dung thực tế là những bài tập đề cập đến những vấn đề liên quan trực tiếp tới đời sống, tới kỹ thuật sản xuất.
Bài tập thực thế mà nội dung thực tế chứa đựng những thông tin về kĩ thuật, về sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, về giao thông … được gọi là những bài tập có nội dung kĩ thuật tổng hợp.
Bài tập có nội dung lịch sử, đó là những bài tập chứa đựng những kiến thức có đặc điểm lịch sử: Những dữ liệu và các thí nghiệm vật lí cổ điển, về những phát minh, sáng chế hoặc những câu chuyện có tính chất lịch sử.
Bài tập vật lí vui cũng được sử dụng rộng rãi. Nét nổi bật trong nội dung loại bài tập này là sử dụng những sự kiện, hiện tượng kì lạ hoặc vui.
2.1.4. Khái niệm bài tập vật lí thực tế phần động học chất điểm
Bài tập vật lí là phương tiện không thể thiếu giúp học sinh hình thành kiến thức mới, hiểu sâu hơn nội dung kiến thức, rèn luyện kỹ năng, hình thành và phát triển phương pháp nghiên cứu vật lí, tư duy lôgic và tư duy biện chứng. Ngoài ra, bài tập vật lí còn là phương tiện phát triển năng lực của học sinh. Quá trình giải các bài toán vật lí góp phần giáo dục phẩm chất và phát triển nhân cách cho học sinh.
Có nhiều loại bài tập vật lí, có thể phân loại bài tập vật lí theo nhiều cách khác nhau dựa trên nhiều vị trí. Phân loại bài tập theo điều kiện hoặc phương pháp giải: bài tập định tính (bài tập định tính đơn giản, bài tập định tính tổng hợp, bài tập định tính sáng tạo), bài tập tính toán (bài tập tính toán thực hành, bài tập tính toán tổng hợp), bài tập thí nghiệm, bài tập đồ họa. Bài tập được phân loại theo mức độ nhận thức, có thể chia thành bài luyện tập (bài tập dùng để củng cố, ôn tập kiến thức, rèn luyện kĩ năng) và bài tập vật lí sáng tạo. Có thể chia bài tập trừu tượng và bài tập nội dung cụ thể. Các bài tập cụ thể mang tính trực quan và thực tiễn cao nên còn được gọi là bài tập vật lí mang tính thực tế.
Vì vậy, có thể hiểu bài tập vật lí mang tính thực tế phần động học chất điểm, là những bài tập mà nội dung của nó liên quan đến các vấn đề kỹ thuật, sản xuất và liên quan trực tiếp đến đời sống thuộc phần động học chất điểm. Bài tập vật lí thực tế phần động học chất điểm có nội dung thiết thực, có tác dụng phát triển cho học sinh kỹ năng vận dụng kiến thức vật lí để giải các bài toán kỹ thuật và các bài toán thực tế, đặc biệt là nội dung liên quan đến điều kiện làm việc thực tế của học sinh.
2.1.5. Dấu hiệu bài tập thực tế phần động học chất điểm
Bài tập vật lí có nội dung bắt đầu từ một hiện tượng vật lí liên quan đến động học chất điểm.
Bài tập tìm đối tượng cụ thể trong một hiện tượng vật lí nào đó.
Bài tập giải thích các hiện tượng xảy ra trong đời sống lao động, hoặc sinh hoạt hàng ngày.
Là những bài tập vật lí có liên quan trực tiếp đến các đại lượng như: quãng đường, vận tốc, gia tốc….
2.1.6. Phân loại bài tập vật lí thực tế phần động học chất điểm theo điều kiện hoặc phương thức giải
2.1.6.1. Bài tập định tính mang tính thực tế
Bài tập định tính là những bài tập khi giải không sử dụng đên các phép tính toán học.
Giải bài tập cần sử dụng các phép suy luận lôgic, phải hiểu rõ bản chất của các khái niệm, định luật vật lí về động học chất điểm để vận dụng chúng trong những trường hợp cụ thể. Phần lớn các bài tập định tính là giải thích hoặc dự đoán hiện tượng xảy ra trong thực tế ở những điều kiện xác định.
Có ưu điểm là đưa được lý thuyết vừa học lại gần với đời sống xung quanh, tăng thêm ở học sinh hứng thú môn học, tạo điều kiện cho học sinh suy luận phát triển ngôn ngữ vật lí. Phương pháp giải những bài tập định tính bao gồm việc xây dựng những suy luận lôgic dựa trên những định luật vật lí nên bài tập định tính là phương tiện tốt để phát triển tư duy lôgic của học sinh. Việc giải bài tập định tính rèn luyện cho học sinh hiểu rõ được bản chất của hiện tượng vật lí những quy luật của chúng, dạy cho học sinh biết áp dụng kiến thức vào thực tiễn.
Bài tập định tính được ưu tiên hàng đầu để sử dụng sau khi học xong lí thuyết, trong khi luyện tập, ôn tập vật lí.
Có 3 mức độ bài tập định tính:
Bài tập định tính đơn giản: Chỉ cần áp dụng một định luật, một quy tắc hay một phép suy luận lôgic là giải được.
Bài tập định tính tổng hợp: Áp dụng một chuỗi các suy luận lôgic dựa trên cơ sở các định luật, quy tắc mới có thể giải được.
Bài tập định tính sáng tạo: Áp dụng các suy luận lôgic không theo khuôn mẫu quen thuộc mới có thể tìm ra phương án giải quyết bài tập.
2.1.6.2. Bài tập tính toán mang tính thực tế
Bài tập tính toán đơn giản: Là những bài tập cơ bản đơn giản, trong đó chỉ đề cập đến một hiện tượng, một định luật và sử dụng vài phép toán đơn giản. Nó có tác dụng củng cố kiến thức vừa học, giúp học sinh hiểu rõ ý nghĩa định luật và công thức biểu diễn, sử dụng các đơn vị vật lí tương ứng và có thói quen cần thiết để giải bài tập phức tạp.
Bài tập tính toán tổng hợp: Là loại bài tập muốn giải nó thì cần vận dụng nhiều khái niệm, định luật, dùng nhiều công thức. Kiến thức tích hợp nhiều nội dung kiến thức động học chất điểm. Loại bài tập này giúp học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức, thấy được mối liên hệ giữa các kiến thức vật lí với nhau, luyện tập phân tích những hiện tượng phức tạp ra thành những phần đơn giản tuân theo một định luật xác định.
2.1.6.3. Bài tập thí nghiệm mang tính thực tế
Bài tập thí nghiệm là loại bài tập yêu cầu xác định một đại lượng vật lí hoàn toàn theo con đường thực nghiệm hoặc là bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời giải lí thuyết.
2.1.6.4. Bài tập đồ thị mang tính thực tế
Bài tập đồ thị là bài tập trong đó đối tượng nghiên cứu là những đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa các đại lượng vật lí. Nó đòi hỏi học sinh phải nắm rõ quá trình diễn biến của các hiện tượng nêu trong bài tập bằng đồ thị.
Dạng 1. Giả thiết cho đồ thị, đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa các đại lượng, thì phải “đọc đồ thị” đòi hỏi phải thông hiểu đồ thị đó, phân tích đặc điểm của sự phụ thuộc trên từng phần của nó.
Dạng 2. Từ thông tin giả thiết của bài tập cần phải vẽ đồ thị để giải bài tập.
2.1.7. Tác dụng của bài tập vật lí thực tế vào dạy học
Vật lí là môn học giúp học sinh hiểu rõ về sự vận động của thế giới vật chất, và bài tập vật lí thực tế giúp học sinh hiểu rõ hơn những quy luật ấy, biết vận dụng những quy luật đó vào thực tiễn. Thông qua bài tập vật lí thực tế học sinh có các mô hình thực tế để vận dụng những kiến thức đã được học để giải quyết, giúp trí thức trở nên chắt lọc và sâu sắc hơn.
Trong quá trình xử lý các bài tập có nội dung thực tế, bắt buộc học sinh phải suy luận sử dụng các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh … để có nắm được các hiện tượng và quá trình vật lí liên quan, qua đó giúp phát triển tư duy, óc tưởng tượng, sáng tạo, khả năng độc lập trong suy nghĩ và hành động, tính kiên trì của học sinh.
Bài tập có nội dung thực tế thường là những sự vật hiện tượng vật lí rất quen thuộc, gần gũi với thực tế lao động, sinh hoạt hàng ngày mà học sinh thường gặp. Khi giải các bài tập, đặc biết là giải quyết các tình huống có vấn đề, nhu cầu tìm tòi, khám phá về đời sống thực tế của học sinh sẽ xuất hiện, từ đó làm tăng tính tò mò, tạo động cơ, hứng thú học tập bộ môn. Từ đó học sinh sẽ vận dụng được lý thuyết vào thực tiễn, sẽ cảm nhận được sự cần thiết khi học bộ môn này.
Những bài tập vật lí thực tế ở những mức độ khác nhau, có thể giúp nâng cao tốc độ và độ chính xác của các thao tác tư duy. Và bài tập vật lí có nội dung thực tế đóng vai trò là phương tiện để rèn luyện cho học sinh các thao tác cần dùng trong hoạt động nhận thức vật lí.
Bài tập vật lí thực tế có tác dụng đặc biệt quan trọng trong việc rèn luyện kĩ năng, năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn.
2.2. Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn
2.2.1. Khái niệm năng lực
Năng lực là khả năng đáp ứng một cách hiệu quả những yêu cầu phức tạp trong một bối cảnh cụ thể.
Năng lực là khả năng hành động thành công và tiến bộ dựa vào việc huy động và sử dụng hiệu quả tổng hợp các nguồn lực để đối mặt với các tình huống trong cuộc sống.
Năng lực là sự huy động tổng hợp kiến thức kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú niềm tìm ý chí để thực hiện một loại công việc trong bối cảnh nhất định.
Năng lực là đặc điểm cá nhân thể hiện mức độ thông thạo (thực hiện thành thục và chắc chắn) một hay một số dạng hoạt động nào đó
Năng lực là phẩm chất tâm lí và sinh lí tạo cho con người có khả năng hoàn thành một loại hoạt động nào đó với chất lượng cao.
Định nghĩa năng lực: Năng lực là thuộc tính cá nhân được hình thành và phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình rèn luyện, cho phép con người thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể.
2.2.2. Khái niệm năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn
Vận dụng kiến thức vào thực tiễn là quá trình đem tri thức áp dụng vào những hoạt động của con người nhằm tạo ra những điều kiện cần thiết cho sự tồn tại và phát triển của xã hội.
Kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn là khả năng của cá nhân có thể thực hiện thuần thục một hay một chuỗi hành động dựa trên kiến thức, kinh nghiệm đã có của bản thân hoặc tìm tòi, khám phá kiến thức mới để giải quyết được các vấn đề thực tiễn một cách có hiệu quả.
Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn là khả năng chủ thể phát hiện được vấn đề thực tiễn, huy động được các kiến thức liên quan hoặc tìm tòi, khám phá các kiến thức nhằm thực hiện giải quyết các vấn đề thực tiễn đạt hiệu quả.
Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn là khả năng nhận thức và vận dụng chuyển hoá tri thức nhằm giải quyết một vấn đề trong thực tiễn nhằm nâng cao chất lượng sống, hoặc giải pháp bảo vệ thiên nhiên, thích ứng với biến đổi khí hậu, có hành vi thái độ hợp lý để phát triển bền vững.
2.2.3. Biểu hiện cụ thể của năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn
2.2.3.1. Phát hiện được vấn đề thực tiễn
Đây là bước đầu trong việc hình thành năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Nếu học sinh không phát hiện ra vấn đề thực tiễn, thì không thể nào giải quyết được vấn đề thực tiễn. Học sinh phải biết vấn đề thực tiễn ở đây là gì, thì mới có thể đưa ra giải pháp để giải quyết vấn đề đó. Và khi đã phát hiện được ra vấn đề thực tiễn thì từ đó học sinh có thể nhận ra vấn đề thực tiễn, nhận ra mâu thuẫn phát sinh của vấn đề, đặt những câu hỏi cho vấn đề.
2.2.3.2. Huy động được kiến thức liên quan đến vấn đề thực tiễn và đề xuất giả thuyết
Ở mức độ này học sinh có thể làm rõ nội dung của vấn đề. Khi đã nhận ra vấn đề thực tiễn, học sinh cần làm rõ nội dung của vấn đề là những cái gì, những kiến thức liên quan đến vấn đề này.
Huy động các kiến thức liên quan thiết lập mối quan hệ giữa kiến thức đã được học, kiến thức cần tìm hiểu với vấn đề thực tiễn. Khi học sinh đã làm rõ nội dung của vấn đề, thì bước tiếp theo sẽ là vận dụng các kiến thức đã được học, với các kiến thức cần tìm hiểu với mục đích giải quyết vấn đề thực tiễn.
Đề xuất được các giả thuyết khoa học cho vấn đề thực tiễn. Sau khi huy động các kiến thức đã được học và các kiến thức cần phải tìm hiểu thêm, học sinh có những phương án để giải quyết vấn đề này.
2.2.3.3. Tìm tòi khám phá kiến thức liên quan đến thực tế
Học sinh thu thập, lựa chọn tìm kiếm các kiến thức liên quan đến vấn đề thực tiễn. Đối với vấn đề thực tế thường liên quan đến nhiều kiến thức khác nhau, và có trường hợp còn đòi hỏi phải có kinh nghiệm thực tế, bởi vậy việc thu thập và lựa chọn các kiến thức liên quan đến thực tiễn là rất quan trọng.
Học sinh điều tra, khảo sát thực địa, làm thí nghiệm tiến hành quan sát … để nghiên cứu sâu vấn đề. Khi đã thu thập được đủ kiến thức thì việc vận dụng nó vào thực tế là bước tiếp theo cần tiến hành, bởi kiến thức học sinh thu thập được chỉ mang tính lý thuyết, nếu có vận dụng và chuyển hoá nó vào thực tế bằng các phương pháp khoa học thực nghiệm thì học sinh đã phát triển thêm rất nhiều năng lực cho bản thân mình.
2.2.3.4. Nêu được giải pháp và thực hiện vấn đề hoặc đề suất một số giải pháp để bảo vệ thiên nhiên, thích ứng với biến đối khí hậu, có hành vi, thái độ hợp lí nhằm phát triển bền vững
Học sinh giải quyết vấn đề thực tiễn dựa trên kiến thức đã học hoặc khám phá. Ở mức độ cuối này, học sinh đã giải quyết được vấn đề thực tiễn hoàn thành yêu cầu của bài tập vật lí mang tính thực tế.
Mặc dù đã giải quyết được vấn đề của bài tập thực tế, nhưng trái đất chúng ta tài nguyên là có giới hạn, có những cách giải quyết vấn đề chỉ là giải pháp trong ngắn hạn. Bởi vậy khi học sinh ý thức được điều này thì có thể đề xuất các vấn đề mới trên cơ sở nâng cao chất lượng cuộc sống, bảo vệ thiên nhiên, thích ứng biến đổi khí hậu, … những hành vi nhằm phát triển bền vững.
2.3. Tác dụng của bài tập vật lí vào dạy học nhằm bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn
2.3.1. Rèn luyện khả năng nhận thức
Bài tập vật lí thực tế là một vấn đề trong thực tế, bởi vậy khi làm rõ nội dung của bài tập cũng đồng thời rèn luyện cho học sinh khả năng nhận thức được vấn đề thực tế, mà vấn đề thực tế thường đa dạng và đòi hỏi các em có những vận dụng kiến thức hoặc kinh nghiệm bản thân trong thực tế. Đặc biệt với nội dung là thực tế bởi vậy trong quá trình nhận thức vấn đề học sinh sẽ có cảm giác hứng thú hơn so với những bài tập chỉ có số liệu khô khan.
2.3.2. Rèn luyện khả năng vận dụng
Vì là bài tập thực tế, nên học sinh không thể sử dụng kiến thức một cách máy móc mà phải vận dụng nó vào trong thực tiễn. Bởi vậy khi vận dụng kiến thức học sinh sẽ phải chủ động đặt câu hỏi, kiến thức nào sẽ phù hợp cho vấn đề thực tế này.
2.3.3. Tạo điều kiện để học sinh tìm tòi khám phá kiến thức liên quan thực tế
Thường bài tập vật lí thực tế có bối cảnh hoặc là một hiện tượng trong đời sống thực tế, bởi vậy khi tiếp xúc với đề bài là học sinh đã nhận được kiến thức thực tế. Số liệu trong bài tập thực tế phải là số liệu trong thực tế nên học sinh sẽ có những nhận thức trực quan hơn về vấn đề thực tế.
Gây sự hứng thú khiến học sinh tò mò từ đó học sinh sẽ tìm tòi và khám phá thêm về kiến thức thực tế mới. Vì là vấn đề thực tế nên trong sách giáo khoa và tham khảo không thể cung cấp đủ thông tin, bởi vậy học sinh có thể dùng thêm nhiều kênh tìm kiếm khác như mạng internet để đạt được tri thức.
2.3.4. Hoàn thành bài tập vật lí thực tế là giải quyết được một vấn đề thực tiễn
Số liệu trong bài tập phải phù hợp với thực tế sản xuất, kết quả bài tập phải có tác dụng thiết thực và đáp ứng những vấn đề thực tiễn nhất định. Vì vậy, thông qua hoạt động giải quyết vấn đề, học sinh hình thành và phát triển năng lực nhận thức để phát hiện và giải quyết những vấn đề liên quan đến thực tiễn cuộc sống. Thực hành và phát triển kỹ năng thu thập thông tin và vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề một cách hợp lí và sáng tạo.
2.4. Lựa chọn soạn thảo và hướng dẫn giải bài tập thực tế phần động học chất điểm vào dạy học môn vật lí lớp 10
2.4.1. Nội dung mục tiêu chương trình phần động học chất điểm
2.4.1.1. Nội dung chương “Động học chất điểm” vật lí 10 trung học phổ thông
Vị trí đặc điểm của chương “Động học chất điểm” là chương thứ nhất trong chương trình vật lí 10 . Đây là chương có vai trò rất quan trọng, góp phần làm sáng tỏ những kiến thức vật lí về chuyển động , đồng thời kiến thức của chương được ứng dụng nhiều trong đời sống hằng ngày và là cơ sở quan trọng để học sinh tiếp tục nghiên cứu các chương sau. Cơ sở lý luận của chương là độ dịch chuyển và quãng đường, vận tốc độ, tốc độ và gia tốc. Đó là những yếu tố ảnh hưởng đến tính chất chuyển động của sự vật.
2.4.1.2. Mục tiêu dạy học của chương
a. Mục tiêu về kiến thức
+ Phân biệt đựơc độ dịch chuyển và quãng đường.
+ Phân biệt được vận tốc và tốc độ.
+ Nêu được tính chất chuyển động của một vật có gia tốc, các trường hợp của chuyển động thẳng biến đổi.
+ Biết cách xác định đựơc tốc độ của vật bằng phương pháp thực nghiệm.
+ Nếu đựơc đặc điểm của sự rơi tự do.
+ Nêu được hình dạng quỹ đạo và đặc điểm của chuyển động ném.
b. Mục tiêu về kĩ năng
+ Biết cách xác định được độ dịch chuyển, quãng đường ,tốc độ của một vật chuyển động dựa vào đặc điểm của chuyển động
+ Vận dụng được công thức của chương để giải đựơc các bài tập cơ bản.
+ Sử dụng được phương pháp tọa độ để thiết lập phương trình quỹ đạo của vật chuyển động ném xiên, ném ngang.
c. Mục tiêu thái độ
+ Có ý thức ứng dụng những điều đã học.
+ Giáo dục tác phong làm việc cẩn thận, nghiêm túc.
+ Giáo dục phẩm chất thái độ hợp tác của mỗi cá nhân.
+ Có thái độ khách quan khi quan sát các thí nghiệm kiểm chứng của bài học.
2.4.2. Định huớng xây dựng bài tập vật lí thực tế phần động học chất điểm
2.4.2.1. Một số lưu ý khi xây dựng bài tập vật lí thực tế phần động học chất điểm
Bài tập thực tế là những bài tập yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức, kĩ năng vật lí cùng với kiến thức các môn học khác kết hợp với kĩ năng sống để giải quyết vấn đề đặt ra từ những bối cảnh và tình huống trong thực tế. Khi xây dựng bài tập cần đảm bảo một số yêu cầu như sau:
+ Đảm bảo mục tiêu của chương trình, chuẩn kiến thức kĩ năng và định hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tế của học sinh.
+ Đảm bảo tính chính xác về mặt khoa học, hiện đại của các nội dung vật lí cũng như các môn khác.
+ Phải thân thiện, gần gũi với kinh nghiệm sống và học tập của học sinh.
+ Phải phát huy tối đa tính tích cực tìm tòi và vận dụng được tối đa kiến thức. của học sinh để giải quyết hiệu quả vấn đề đặt ra trong học tập.
+ Phải có tính hệ thống, tính logic, tính sư phạm.
2.4.2.2. Các buớc xây dựng bài tập vật lí phần động học chất điểm
Dựa trên các nguyên tắc khi xây dựng bài tập vật lí, tôi xin đề xuất phương án thiết kế bài tập vật lí phần động học chất điểm theo các bước như sau:
Bước 1: Lựa chọn một đơn vị kiến thức, một hiện tượng, bối cảnh hay tình huống thực tế có liên quan đến kiến thức động học chất điểm.
Bước 2: Xác định mục tiêu giảng dạy của đơn vị kiến thức, xây dựng mâu thuẫn nhận thức từ bối cảnh hay tình huống lựa chọn và xác định các điều kiện (kiến thức, kĩ năng,…) cần thiết để giải quyết mâu thuẫn này. Nâng cao bài tập bằng cách thêm hoặc giảm bớt các điều kiện kèm theo.
Bước 3: Thiết kế bài tập theo mục tiêu.
Bước 4: Hướng dẫn giải, xây dựng đáp án, lời giải và kiểm tra thử.
Bước 5: Chỉnh sửa số liệu, hoàn thiện bài tập, định hướng phương pháp.