Tài liệu Giảng dạy chƣơng thuyết động học phân tử và chất khí lý tƣởng theo định hƣớng tổ chức hoạt động nhận thức

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH NGÔ VĂN THIỆN GIẢNG DẠY CHƢƠNG THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ VÀ CHẤT KHÍ LÝ TƢỞNG THEO ĐỊNH HƢỚNG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VẬT LÝ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: Tiến sĩ: LÊ THỊ THANH THẢO TP HỒ CHÍ MINH 09 – 2004 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn cô Tiến sĩ LÊ THỊ THANH THẢO đã tận tình giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này, quí thầy cô tham gia giảng dạy chƣơng trình sau đại học, các bạn đồng nghiệp cho những ý kiến đóng góp quí báu trong quá trình học tập và nghiên cứu. Tác giả NGÔ VĂN THIỆN NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN SGK: sách giáo khoa. THPT: trung học phổ thông. THCS :trung học cơ sở. HĐNT: hoạt động nhận thức. PPNT: phƣơng pháp nhận thức. PPMH: phƣơng pháp mô hình. PPDH: phƣơng pháp dạy học VTCB: vị trí cân bằng. HS: học sinh. KÍ HIỆU DÙNG ĐỂ CHỈ HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH ❖ Dùng để chỉ hoạt động của giáo viên hoặc các ý triển khai.  Dùng để chỉ câu trả lời học sinh. MỤC LỤC MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 1 CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC GIẢNG DẠY CÁC KIẾN THỨC CỦA CHƢƠNG “THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ VÀ KHÍ LÍ TƢỞNG” THEO ĐỊNH HƢỚNG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC. ................................................................ 6 1.1 Tại sao phải giảng dạy các kiến thức của chƣơng" Thuyết động học phân tử và chất khí lí tƣởng" theo định hƣớng tổ chức HĐNT. .............................................................. 6 1.1.1 Giảng dạy các kiến thức của chƣơng "Thuyết động học phân tử và chất khí lí tƣởng " với mục đích phát triển trí tuệ. ........................................................................... 6 1.1.2 Giảng dạy các kiến thức của chƣơng "Thuyết động học phân tử và chất khí lí tƣởng" theo định hƣớng tổ chức HĐNT nhằm giúp học sinh tiếp cận với các PPNT và phƣơng thức HĐNT trong khoa học vật lí. ........................................................................ 8 1.2. Làm thế nào để giảng dạy các kiến thức của chƣơng" Thuyết động học phân tử và chất khí lí tƣởng" theo định hƣởng tổ chức HĐNT? ......................................................... 9 1.2.1 Phân biệt các phƣơng thức HĐNT cơ bản trong vật lí.................................. 9 1.2.2. Phƣơng pháp mô hình. ............................................................................... 17 1.2.2.1. Tìm hiểu phƣơng pháp mô hình. ......................................................... 17 1.2.2.2. Các loại mô hình đƣợc sử dụng trong vật lí học. ................................ 17 1.2.2.3. Tính chất của mô hình......................................................................... 18 1.2.2.4. Phƣơng pháp mô hình trong vật lý học: .............................................. 19 1.2.3. Việc giảng dạy các mô hình trong vật lý ở trƣờng phổ thông [16] ........... 21 1.2.3.1. Thực tế việc giảng dạy các mô hình vật lý ở trƣờng phổ thông: ....... 21 1.2.3.2. Những hậu quả về mặt nhận thức đối với học sinh.[17] ..................... 22 1.2.3.3. Nguyên nhân. ...................................................................................... 24 1.2.3.4. Cách khắc phục. .................................................................................. 25 1.2.4. Vị trí và vai trò mô hình động học phân tử và chất khí lí tƣởng trong khoa học vật lí. .......................................................................................................................... 26 1.2.5. Vị trí và vai trò của mô hình động học phân tử và chất khí lí tƣởng trong việc dạy học vật lí ở phổ thông. ....................................................................................... 27 1.2.6. Tầm quan trong của việc dạy mô hình động học phân tử. ......................... 29 1.2.7 -Vận dụng PPMH trong dạy học vật lí........................................................ 30 1.2.8. Lựa chọn phƣơng pháp dạy học cho từng bài cụ thể của chƣơng "Thuyết động học phân tử và chất khí lí tƣợng" theo hƣớng tổ chức HĐNT. ............................... 31 1.2.8.1. Những yêu cầu khi lựa chọn PPDH trên cơ sở lựa chọn cách thức tổ chức HĐNT [5] ......................................................................................................... 31 1.2.8.2. Phân loại phƣơng pháp dạy học. ......................................................... 32 1.2.9. Giai đoạn chuẩn bị soạn thảo các giáo án theo định hƣớng tổ chức hoạt động nhận thức. ................................................................................................................ 34 1.3. Tổ chức giờ học vật lí ở trên lớp. ...................................................................... 35 CHƢƠNG II: XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY CÁC BÀI HỌC CHƢƠNG “THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ VÀ KHÍ LÝ TƢỞNG” THEO ĐỊNH HƢỚNG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC ..................................................................................... 37 2.1. Những nội dung cơ bản thuộc chƣơng "Chất Khí" (SGK lớp 10 thí điểm) hay chƣơng X "Thuyết động học phân tử và chất khí lí tƣởng". ................................................ 37 2.1.1. Các luận điểm cơ bản của thuyết động học phân tử. ................................. 38 2.1.2. Các trạng thái cấu tạo chất. ........................................................................ 40 2.1.3. Các định luật về nhiệt. ............................................................................... 41 2.2. Kế hoạch dạy học chƣơng "Thuyết động học phân tử và chất khí lí tƣởng" .... 42 2.2.1. Mục tiêu. .................................................................................................... 42 2.2.2. Nội dung các bài học trong chƣơng ........................................................... 44 2.3. Xây dựng tiến trình dạy học một số bài học cụ thể của chƣơng"Thuyết .......... 57 động học phân tử và chất khí lí tƣởng" lớp 10 -THPT ............................................ 57 2.3.1. Tiến trình day học bài" phân tử và một số thuộc tính của phân tử ............ 57 2.3.2. Tiến trình dạy học bài các trạng thái cấu tạo chất...................................... 70 2.3.3. Tiến trình dạy học bài "Hệ thức liên hê giữa thể tích và áp suất khi nhiệt độ không đổi. ĐL BOYLE -MARIOTTE". ..................................................................... 76 2.3.4. Tiến trình dạy học bài'' Hệ thức giữa áp suất và nhiệt độ định luật Charles" .......................................................................................................................................... 88 2.3.5- Phƣơng trình trạng thái của khí lí tƣởng - định luật Gay- Lussac. .......... 101 PHỤ LỤC: LỊCH SỬ HÌNH THÀNH THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ. ............ 109 CHƢƠNG III: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ............................................................ 119 3.1- Mục đích thực nghiệm sƣ phạm. .................................................................... 119 3.2. Đối tƣợng và phƣơng pháp thức nghiệm. ....................................................... 119 3.3. Kết quả thực nghiệm Sƣ phạm ........................................................................ 120 3.3.1. Phân tích diễn biến cụ thể trên lớp của tiến trình dạy các bài học chƣơng "Thuyết động học phân tử và chất khí lí tƣởng" theo định hƣớng tổ chức HĐNT ........ 120 3.3.2 Kiểm tra viết. ............................................................................................ 132 3.3.3. Phân tích kết quả học tập của lớp thức nghiệm và đối chứng. ................ 133 SƠ BỘ ĐÁNH GIÁ RIÊNG TỪNG CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM ........................... 140 KẾT LUẬN CHUNG ................................................................................................ 174 ĐỀ KIỂM TRA .......................................................................................................... 175 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................... Trang 1 MỞ ĐẦU Hiện nay Bộ Giáo Dục và Đào Tạo đang tiến hành cuộc cải cách giáo dục mang tính chất cách mạng từ cấp Tiểu Học, Trung Học Cơ Sở cho đến Trung Học Phổ Thông. Lí do cuộc đổi mới này nhằm đem lại sự phù hợp nhất định cho sự phát triển của đất nƣớc trong giai đoạn mới. Theo đề án đổi mới của Bộ Giáo Dục và Đào Tạo, bên cạnh không những đổi mới nội dung từng môn học mà còn đề cập đến nhiệm vụ giảng dạy và học tập của giáo viên, học sinh. Nền giáo dục Việt Nam phải có nhiệm vụ trang bị cho các em kiến thức phổ thông nói chung và kiến thức vật lí nói riêng phải cơ bản, hiện đại, thiết thực, mang tính cập nhật cao. Tính hiện đại và cập nhật của chƣơng trình vật lí thể hiện ở những điểm sau:[l] - Các kiến thức vật lí phổ thông phải đƣợc trình bày phù hợp với tinh thần của thuyết vật lí. - Thay thế những ứng dụng lỗi thời bằng những ứng dụng mang tính cập nhật. - Loại khỏi chƣơng trình những kiến thức mang tính hàn lâm lí thuyết. - Coi trọng đúng mức các phương pháp nhận thức quan trọng trong vật lí nhƣ: phương pháp thực nghiệm, phương pháp mô hình, phương pháp tương tự, phương pháp giả thuyết... Bên cạnh việc trang bị cho các em học sinh kiến thức vật lí cơ bản, hiện đại, mang tính cập nhật, chƣơng trình còn đề cập đến những kĩ năng quan trọng nhƣ: kĩ năng sử dụng công cụ đo lƣờng, kĩ năng lắp ráp và thực hiện những thí nghiệm đơn giản, kĩ năng sử dụng các thuật ngữ vật lí, kĩ năng quan sát hiện tƣợng vật lí, kĩ năng phát hiện nêu vấn đề, đề suất phƣơng án giải quyết vấn đề... với hai thành tố kiến thức và kĩ năng đƣợc phối hợp một cách chặt chẽ sẽ từng bƣớc hình thành cho học sinh năng lực nhận thức, năng lực giải quyết vấn đề trong học tập cũng nhƣ việc vận dụng linh hoạt các kiến thức ấy vào việc giải Trang 2 quyết các vấn đề trong đời sống xã hội, hƣớng tới rèn luyện cho các em các phẩm chất tâm lí tốt đẹp nhƣ: tính độc lập sáng tạo, say mê công việc, tạo động cơ hứng thú học tập, củng cố niềm tin, từng bƣớc rèn luyện cho các em thế giới quan khoa học... Có nhƣ vậy nền giáo dục Việt Nam mới có thể tạo ra đƣợc nguồn nhân lực có năng lực và phẩm chất đạo đức tốt để sau này sống và làm việc trong xã hội công nghiệp hóa mang tính chất xã hội chủ nghĩa. Tuy nhiên những hiệu quả tích cực trên đây chỉ có đƣợc khi học sinh đặt vào đúng bản chất của quá trình hoạt động nhận thức. Nhƣng thực tế việc dạy-học chƣơng' 'Thuyết động học phân tử và chất khí lí tƣởng" (SGK vật lí lớp 10 THPT hiện hành) chƣa đem lại hiệu quả tích cực nhƣ nêu trên. Với mong muốn đóng góp một phần nhỏ vào việc nâng cao hiệu quả dạy học chƣơng "Thuyết động học phân tử và chất khí lí tƣởng", chúng tôi chọn đề tài:Giảng dạy các kiến thức chƣơng ''Thuyết động học phân tử và chất khí lí tƣởng" (SGK vật lí lớp 10 THPT hiện hành hay chƣơng "Chất khí" SGK thí điểm) theo định hƣớng tổ chức HĐNT. Trang 3 I. Lý do chọn đề tài Chƣơng trình vật lí học lớp 10 THPT đƣợc chia làm hai phần, phần Cơ học và phần Nhiệt học. Việc chuyển tiếp từ cơ học (thế giới vĩ mô) sang phần vật lí phân tử và nhiệt học (thế giới vi mô), quả thật là một điều rất khó khăn cho việc học tập của học sinh. Khi bƣớc vào thế giới vi mô, đi sâu vào tìm hiểu bản chất sự vật, hiện tƣợng, họ gặp rất nhiều vấn đề về nhận thức khi đối diện với lĩnh vực học mới. Nếu nhƣ trƣớc đây ở phần cơ học khi nghiên cứu quy luật chuyển động của các sự vật, hiện tƣợng diễn ra trong đời sống hằng ngày, họ có thể cảm nhận bằng các giác quan thông thƣờng nhƣ quan sát và tác động trực tiếp lên đối tƣợng trong các thí nghiệm. Tƣ duy để giải quyết các vấn đề này có đặc điểm tƣ duy quy nạp (từ trực quan sinh động đến tƣ duy trừu tƣợng) thì bƣớc sang phần Vật lí phân tử và nhiệt học họ không còn quan sát trực tiếp đƣợc thế giới vi mô, không thể can thiệp trực tiếp phép đo với một tập hợp rất lớn gồm các nguyên tử, phân tử hay phức tạp hơn nữa là cấu trúc mạng và các dạng thù hình của vật chất. Tƣ duy chuyển sang một cách thức hoàn toàn mới - tƣ duy có đặc điểm diễn dịch là chủ yếu. Điều này tạo ra một sự hụt hẫng lớn trong nhận thức và tƣ duy. Họ không còn khả năng vận dụng các kiến thức, kĩ năng, kinh nghiệm bản thân đã có ở phần cơ học làm cơ sở cho hoạt động nhận thức các vấn đề mới, họ cần phải đƣợc chuyển đổi cách tƣ duy: từ trên đối tƣợng, hiện tƣợng thực sang tƣ duy trên mô hình, đối tƣợng không thực mà chỉ là hình ảnh ngƣời ta gán cho cấu trúc nội tại của đối tƣợng, hiện tƣợng. Nếu vấn đề này không quan tâm đúng mức sẽ gây ra cho học sinh nhiều khó khăn về nhận thức: - Khó khăn về mặt tƣ duy để tiếp cận với lĩnh vực mới: cấu trúc vật chất ở các cấp độ vi mô khác nhau. - Hạn chế tính tích cực, chủ động, sáng tạo. Trang 4 - Học sinh không đủ cơ hội tiếp nhận một số phương pháp nhận thức quan trọng trong vật lí nhƣ: phương pháp mô hình, phương pháp tương tự, phương pháp thực nghiệm... - Không đƣợc làm quen với phương thức HĐNT trong lĩnh vực vật lí hiện đại. - Kiến thức đƣợc chiếm lĩnh không phải bằng chính bản thân thông qua hoạt động nhận thức nên kém bền vững và dễ bị lãng quên. II. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu cơ sở lí luận của Didactic vật lí để vận dụng vào việc thiết kế và tiến hành thực nghiệm sƣ phạm cho một số bài học của chƣơng "Thuyết động học phân tử và chất khí lí tƣởng" theo định hƣớng tổ chức HĐNT nhằm từng bƣớc giải quyết những khó khăn bƣớc đầu về mặt nhận thức khi học sinh vừa tiếp cận với lĩnh vực học mới. III. Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt mục đích đề ra đề tài có những nhiệm vụ cơ bản sau: - Nghiên cứu cơ sở lí luận của Didactic vật lí khi giảng dạy các vấn đề thuộc thuyết vật lí. - Phân tích nội dung (mức độ phổ thông) và lịch sử hình thành các định luật về nhiệt. - Nghiên cứu lịch sử quá trình hình thành thuyết động học phân tử. - Thiết kế các bài học của chƣơng theo định hƣớng tổ chức HĐNT. - Vận dụng phần mềm Powerpoint để thiết kế năm bài giảng điện tử nhằm hỗ trợ trong việc thực nghiệm sƣ phạm. - Tiến hành giảng dạy các giáo án định thiết kế và nghiên cứu kết quả tác động sƣ phạm đối với học sinh. Trang 5 IV. Phƣơng pháp nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu của đề tài chia ra làm hai giai đoạn. + Giai đoạn 1 :  Nghiên cứu cơ sở lí luận của Didactic vật lí, các PPNT trong khoa học vật lí: phương pháp thực nghiệm, phương pháp mô hình, phương pháp tương tự...  Nghiên cứu các phương thức HĐNT trong khoa học vật lí làm cơ sở cho việc xây dựng các bài học của chƣơng theo định hƣớng tổ chức HĐNT. + Giai đoạn 2: thực nghiệm sƣ phạm. * Chọn trong khối 10 hai lớp và chia thành hai nhóm.  Nhóm thực nghiệm (1 lớp): dạy các giáo án theo định hƣớng tổ chức HĐNT.  Nhóm đối chứng (1 lớp): dạy theo phƣơng pháp truyền thống. * Công cụ đo lƣờng: dùng hình thức trắc nghiệm khách quan. * Phƣơng pháp thu thập dữ liệu: cho học sinh làm bài kiểm tra dƣới hình thức trắc nghiệm khách quan. V. Giới hạn đề tài nghiên cứu Vì thời gian nghiên cứu hạn hẹp và nghiên cứu trong giai đoạn giao thời giữa hai chƣơng trình cũ và mới (đang thử nghiệm) nên rất khó khăn trong việc soạn thảo các bài giảng vì có những chỗ chƣơng trình cũ và mới chồng chéo. Thực nghiệm một lần là chƣa đủ cơ sở để kiểm chứng các giáo án mới. VI. Giả thuyết khoa học Có thể giảng dạy các kiến thức của chƣơng "Thuyết động học phân tử và chất khí lí tƣởng" theo định hƣớng tổ chức HĐNT nhằm giải quyết những khó khăn về mặt nhận thức của học sinh khi bƣớc đầu tiếp cận với lĩnh vực học mới và mang lại nhiều hiệu quả tích cực nhƣ mong đợi. Trang 6 CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC GIẢNG DẠY CÁC KIẾN THỨC CỦA CHƢƠNG' THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ VÀ KHÍ LÍ TƢỞNG" THEO ĐỊNH HƢỚNG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC. 1.1 Tại sao phải giảng dạy các kiến thức của chƣơng" Thuyết động học phân tử và chất khí lí tƣởng" theo định hƣớng tổ chức HĐNT. 1.1.1 Giảng dạy các kiến thức của chương "Thuyết động học phân tử và chất khí lí tưởng " với mục đích phát triển trí tuệ. Việc chuyển từ lĩnh vực Cơ học sang lĩnh vực Vật lí phân tử và nhiệt học là một sự kiện mang tính chất cách mạng trong nhận thức vì học sinh bắt đầu bƣớc vào thế giới vi mô, đi sâu vào tìm hiểu cấu trúc vật chất, họ bắt gặp nhiều vấn đề về mặt nhận thức. Ví dụ: tính cấu trúc gián đoạn của vật chất, hệ gồm rất lớn các phân tử... Điều này tạo ra sự hụt hẫng lớn về mặt nhận thức. Nếu quá trình dạy học đƣợc tổ chức không mang tính khoa học thì rất có thể dẫn đến những hậu quả nhận thức nặng nề cản trở sự tiếp nhận các phần vật lí hiện đại tiếp theo. Có thể nói trong giai đoạn này, việc tổ chức quá trình dạy- học cho học sinh một cách đúng đắn, khoa học và phù hợp đóng vai trò quan trọng. Cụ thể nhƣ sau: - Với mỗi bài học, giáo viên lựa chọn cách tiếp cận sao cho phù hợp với con đƣờng hình thành các kiến thức thuộc thuyết vật lí (định hƣớng đổi mới vật lí THCS và THPT). - Lựa chọn cách thức tác động, điều kiện tác động phải phù hợp với trình độ học sinh, giúp học sinh vừa chiếm lĩnh kiến thức vừa trang bị các PPNT trong lĩnh vực vật lí hiện đại và phát triển tƣ duy. - Tổ chức, điều khiển, dẫn dắt, uốn nắn hoạt động nhận thức học tập cho học sinh. Trang 7 - Với mỗi bài học luôn đặt học sinh vào bối cảnh của vấn đề nhận thức, giáo viên chỉ có nhiệm vụ gợi mở, định hƣớng để học sinh bằng hoạt động của chính bản thân mình mà chiếm lĩnh kiến thức. - Mỗi loại kiến thức, giáo viên lựa chọn phương pháp nhận thức, phương thức HĐNT phải tƣơng thích để học sinh dần dần tiếp cận đƣợc cách thức hoạt động nhận thức - công cụ cần thiết để tƣ duy độc lập. - Từng bƣớc trang bị và rèn luyện cho học sinh kĩ năng [2] quan trọng nhƣ: • Kĩ năng thu thập thông tin, xử lí thông tin và trình bày kết quả xử lí thông tin bằng lời, bằng sơ đồ, đồ thị. • Kĩ năng phát hiện vấn đề, đề xuất phƣơng án giải quyết vấn đề trong lĩnh vực nhận thức mới. • Kĩ năng tự học, tự lực chiếm lĩnh kiến thức. • Sử dụng công cụ đo lƣờng phổ thông. • Lắp ráp và thực hiện thí nghiệm. • Vận dụng kiến thức một cách sáng tạo để giải quyết vấn đề học tập và thực tế. Những kĩ năng quan trọng trên đây chỉ có đƣợc khi học sinh đƣợc đặt vào quá trình hoạt động nhận thức phù hợp và khoa học. Vậy làm thế nào để quá trình dạy học chƣơng "thuyết động học phân tử và chất khí lí tƣởng" theo định hƣớng tổ chức HĐNT đƣợc thực hiện thành công? Trang 8 1.1.2 Giảng dạy các kiến thức của chương "Thuyết động học phân tử và chất khí lí tưởng" theo định hướng tổ chức HĐNT nhằm giúp học sinh tiếp cận với các PPNT và phương thức HĐNT trong khoa học vật lí. Trong khoa học vật lí có hai phƣơng thức làm việc cơ bản đó là:[11] • Phƣơng thức làm việc trong lĩnh vực vật lí thực nghiệm. • Phƣơng thức làm việc trong lĩnh vực vật lí lí thuyết. Trong những phƣơng thức ấy thƣờng sử dụng tích hợp các PPNT quan trọng nhƣ: phương pháp mô hình, phương pháp tương tự..Vì vậy vận dụng các PPNT và phương thức HĐNT vào việc tổ chức HĐNT cho học sinh là hoàn toàn hợp lí. Tuy nhiên các yếu tố PPNT và phương thức HĐNT liên quan với nhau trong mục đích phát triển trí tuệ chỉ khi học sinh đƣợc đặt vào các hoạt động nhận thức đảm bảo tính khoa học và phù hợp thì mới từng bƣớc trang bị cho học sinh các kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo, từng bƣớc kết hợp chúng vào hoạt động nhận thức giải quyết vấn đề thì năng lực nhận thức của học sinh mới đƣợc hình thành. Trong chƣơng trình vật lí phổ thông số bài học thể hiện đầy đủ các giai đoạn của quá trình HĐNT đƣa kiến thức ở mức độ lí thuyết hoặc thực nghiệm không nhiều. Tuy nhiên với các bài học này, có thể tổ chức đầy đủ theo các bƣớc cơ bản của quá trình hoạt động nhận thức, để học sinh trong một vài tiết học đƣợc tập dƣợt những HĐNT tƣơng đối đầy đủ. Xuất phát từ lí do trên, cho thấy một số bài học của chƣơng" Thuyết động học phân tử và chất khí lí tƣởng" có thể tổ chức HĐNT cho học sinh tƣơng đối đầy đủ theo con đƣờng HĐNT đƣa kiến thức đến góc độ lí thuyết, để thông qua HĐNT học sinh vừa chiếm lĩnh kiến thức, vừa rèn luyện đƣợc các thao tác tƣ duy lí thuyết trình độ cao (trừu tƣợng hóa, khái quát hóa...). Vậy làm thế nào để vận dụng các phương thức HĐNT vào việc tổ chức HĐNT cho học sinh đem lại hiệu quả cao? Trang 9 1.2. Làm thế nào để giảng dạy các kiến thức của chƣơng" Thuyết động học phân tử và chất khí lí tƣởng" theo định hƣởng tổ chức HĐNT? 1.2.1 Phân biệt các phương thức HĐNT cơ bản trong vật lí. Khoa học vật lí có hai lĩnh vực nghiên cứu cơ bản đó là phƣơng pháp thực nghiệm và lí thuyết, vì vậy khoa học vật lí có hai phƣơng thức làm việc cơ bản đặc trƣng cho hai lĩnh vực này. Trong khoa học vật lí thì quá trình nhận thức, phƣơng pháp nghiên cứu, kiểu tƣ duy của hai phƣơng thức này hoàn toàn khác nhau vì do đặc điểm của từng loại kiến thức. Vì vậy, để vận dụng hai phƣơng thức này vào dạy học vật lí thì cần phải phân biệt rõ hai phƣơng thức làm việc ấy. Khi đó, tùy thuộc vào từng loại kiến thức, thực nghiệm hoặc lí thuyết mà lựa chọn con đƣờng thích hợp để quá trình hoạt động nhận thức đƣa đến kiến thức cho phù hợp. Có thể minh họa hai phƣơng thức đó theo sơ đồ dƣới đây.[12] Trang 10 Trang 11 Đó là hai phƣơng thức (con đƣờng) nhận thức của tƣ duy đƣa kiến thức đến mức độ thực nghiệm và lí thuyết. Nhìn chung, chúng có những điểm khác nhau, có thể liệt kê dƣới đây. Phƣơng thức hoạt động nhận thức đƣa Phƣơng thức hoạt động nhận thức đƣa kiến thức đến mức độ thực nghiệm kiến thức đến mức độ lí thuyết (phƣơng (phƣơng thức 1) thức 2) - Đối tƣợng nhận thức có thể - Đối tƣợng nhận thức không thể quan sát. quan sát. - Giả thuyết về đối tƣợng có thể - Giả thuyết về đối tƣợng không thể can thiệp trực tiếp bởi các phép can thiệp trực tiếp bởi các phép đo. đo. - Thao tác tƣ duy có đặc điểm - Thao tác tƣ duy có đặc điểm diễn quy nạp là chủ yếu dịch là chủ yếu. - Các khái niệm đại lƣợng vật lí - Các khái niệm đại lƣợng vật lí đặc đặc trƣng cho các tính chất của trƣng cho mô hình (đối tƣợng giả đối tƣợng, hiện tƣợng. định). - Các quan hệ nhân quả biểu - Các qui luật biến đổi của mô hình diễn qui luật biến đổi của chứng (phƣơng trình vật lí lí thuyết) có thể là: một qui tắc, một định - Các hệ quả quan trọng có thể là luật, một quá trình, một nguyên các định luật thực nghiệm. lí vật lí... Dựa vào bảng trên, cho thấy kiến thức đƣợc chia ra làm hai mức độ thực nghiệm và lí thuyết. Kiến thức ở mức độ thực nghiệm chỉ dừng lại ở giai đoạn thiết lập các mối quan hệ nhân quả biểu diễn sự biến đổi mang tính qui luật của một hay nhiều hiện tƣợng vật lí trong điều kiện nhất định. Kiến thức có đƣợc bằng phƣơng thức hoạt động nhận thức này là những kiến thức chỉ trả lời cho các Trang 12 câu hỏi về đặc điểm, các dấu hiệu bên ngoài, những qui luật biến đổi bên ngoài của các sự vật hiện tƣợng mà không trả lời cho các câu hỏi về bản chất của sự vật, hiện tƣợng. Ngƣợc lại, khi đi sâu vào giải thích các dấu hiệu bản chất, các qui luật biến đổi nội tại của đối tƣợng thì phƣơng thức hoạt động nhận thức đƣợc lựa chọn phải là phƣơng thức 2. Từ phân tích trên cho thấy các kiến thức của chƣơng "Thuyết động học phân tử và khí lí tƣởng" thể hiện rõ phương thức HĐNT 2. Vì vậy, cần phải tìm hiểu sâu hơn các giai đoạn để hình thành nên phương thức HĐNT này. Có thể chia phương thức HĐNT đƣa kiến thức đến mức độ lí thuyết thành những bƣớc cơ bản sau: 1- Kích thích hoạt động nhận thức bằng tình huống có vấn đề. Hoạt động nhận thức đƣa kiến thức đến mức độ lí thuyết ít khi bắt đầu từ một tình huống có vấn đề vì đối tƣợng nhận thức không phải lúc nào cũng liên hệ với đối tƣợng, hiện tƣợng thực. Vì vậy, với những bài học không thể bắt đầu bằng tình huống thực sự thì có thể kích thích hoạt động nhận thức bằng chính logic của sự xuất hiện vấn đề nhận thức. Câu hỏi có vấn đề xuất hiện trong sự liên kết chặt chẽ với những bài học có liên quan trƣớc đó. Với những bài học lấy đƣợc tình huống có vấn đề thì tình huống đó phải thỏa mãn những điều kiện sau[13]. * Điều kiện cần. Tình huống đƣợc lựa chọn trƣớc hết phải là tình huống vật lí và phù hợp với mức độ kiến thức bài học (kiến thức bài học có thể vận dụng để giải thích và tiên đoán cho tình huống và tập hợp các tình huống còn lại trong phạm vi áp dụng của kiến thức). Khi đã có kiến thức thì kiến thức đó là công cụ cần thiết để thấu hiểu nhiều tình huống tƣơng tự khác. Nhƣng không phải tất cả trong số đó đều có thể chọn làm tình huống có vấn đề ban đầu đƣợc. Trang 13 * Điều kiện đủ. Tình huống vật lí đƣợc lựa chọn phải thật sự là tình huống có vấn đề với đa số học sinh trong lớp học, tức là phù hợp với tình độ của đa số học sinh và quen thuộc với học sinh. Vấn đề xuất hiện khi phân tích tình huống phải nằm trong khả năng giải quyết với sự giúp đỡ của thầy và bạn. Nếu vấn đề xuất hiện không quen thuộc với học sinh, họ không thể phân tích tình huống bằng kiến thức, kinh nghiệm bản thân thì tình huống đó cũng không phù hợp. Nếu vấn đề xuất hiện, khi phân tích vƣợt quá trình độ nhận thức, học sinh không thể tham gia vào quá trình nhận thức tiếp theo, hoặc vấn đề xuất hiện chỉ bằng kiến thức cũ mà học sinh giải đáp đƣợc thì tình huống đó cũng bị loại. Ngoài ra tình huống có vấn đề đƣợc lựa chọn phải phù hợp với điều kiện khách quan, thời gian, phƣơng tiện vật chất. * Điều kiện cần và đủ: tạo nên cơ sở để lựa chọn hoặc xây dựng tình huống có vấn đề. * Điều kiện cần: tạo nên tính đúng của một tình huống có vấn đề, nó đƣợc quyết định bởi bản chất và mức độ của kiến thức bài học tƣơng ứng. * Điều kiện đủ: tạo nên tính có vấn đề của tình huống, nó đƣợc quyết định bởi khả năng hiểu biết của giáo viên về nhiều mặt: - Trình độ trí tuệ của học sinh. - Đặc điểm tâm sinh lí chung của lớp học - Các điều kiện khách quan của việc dạy và học (phƣơng tiện vật chất, điều kiện thời gian, đặc điểm vùng, miền...)