KHAI THÁC, SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO HỖ TRỢ TỔ CHỨC DẠY HỌC NHÓM MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN ĐIỆN HỌC, ĐIỆN TỪ HỌC VẬT LÝ LỚP 9 TRUNG HỌC CƠ SỞ LUẬN ÁN TIẾN SĨ GIÁO DỤC HỌC

ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM - NGUYỄN VIẾT THANH MINH KHAI THÁC, SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO HỖ TRỢ TỔ CHỨC DẠY HỌC NHÓM MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN ĐIỆN HỌC, ĐIỆN TỪ HỌC VẬT LÝ LỚP TRUNG HỌC CƠ SỞ LUẬN ÁN TIẾN SĨ GIÁO DỤC HỌC Huế, 2015 ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN VIẾT THANH MINH KHAI THÁC, SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO HỖ TRỢ TỔ CHỨC DẠY HỌC NHÓM MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN ĐIỆN HỌC, ĐIỆN TỪ HỌC VẬT LÝ LỚP TRUNG HỌC CƠ SỞ LUẬN ÁN TIẾN SĨ GIÁO DỤC HỌC Chuyên ngành : Lý luận phƣơng pháp dạy học môn Vật lý Mã số : 62.14.01.11 Cán hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ VĂN GIÁO Huế, 2015 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Lê Văn Giáo tận tình giúp đỡ, động viên tác giả suốt thời gian nghiên cứu hoàn thành luận án Tác giả luận án xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Đại học Huế, Ban Đào tạo thuộc Đại học Huế, Ban Giám hiệu, Phòng Sau đại học, Ban Chủ nhiệm Khoa Vật lý Bộ môn Phương pháp giảng dạy Vật lý thuộc trường ĐHSP Huế quý thầy cô giáo Khoa Vật lý trường ĐHSP Huế, trường THCS Nguyễn Hoàng, THCS Phan Sào Nam, THCS Nguyễn Văn Linh, THCS Hải Dương, THCS Vinh Xuân địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế có nhiều ý kiến đóng góp bổ ích tạo điều kiện thuận lợi giúp tác giả hồn thành luận án Xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc cha mẹ người thân gia đình giúp đỡ, động viên tác giả suốt thời gian nghiên cứu hoàn thành luận án Tác giả Nguyễn Viết Thanh Minh LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan luận án cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nghiên cứu nêu luận án trung thực chưa người khác công bố cơng trình Tác giả luận án Nguyễn Viết Thanh Minh CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN TT Chữ viết tắt Ý nghĩa DH Dạy học GV Giáo viên HS Học sinh PP Phương pháp ĐC Đối chứng KN Kỹ NT Nhận thức TN Thí nghiệm TNTT Thí nghiệm tự tạo 10 THCS Trung học sở 11 TNg Thực nghiệm 12 SGK Sách giáo khoa 13 VL Vật lý 14 DHVL Dạy học vật lý 15 PPDH Phương pháp dạy học 16 TNVL Thí nghiệm vật lý -iMỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ vi SƠ ĐỒ vii PHẦN MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu 3 Giả thuyết khoa học 4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Những đóng góp luận án Cấu trúc luận án Chƣơng TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Các nghiên cứu nước tổ chức dạy học vật lý theo nhóm 1.1.1 Các nghiên cứu ngồi nước 1.1.2 Các nghiên cứu nước 10 1.2 Các nghiên cứu khai thác, sử dụng thí nghiệm tự tạo dạy học vật lý 13 1.2.1 Các nghiên cứu nước 13 1.2.2 Các nghiên cứu nước 16 1.2.3 Các nghiên cứu khai thác, sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ dạy học nhóm 21 1.3 Những vấn đề đặt cần giải luận án 22 1.4 Kết luận chương 25 Chƣơng CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC KHAI THÁC, SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO HỖ TRỢ TỔ CHỨC DẠY HỌC NHÓM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƢỜNG PHỔ THÔNG 26 2.1 Các xu hướng tiếp cận dạy học 26 2.1.1 Dạy học tập trung giáo viên 26 2.1.2 Dạy học tập trung học sinh 26 2.1.3 Đổi dạy học theo hướng tiếp cận tập trung học sinh 27 2.1.4 Vận dụng phương pháp dạy học tích cực dạy học vật lý theo hướng tập trung học sinh 28 2.2 Tổ chức dạy học nhóm với hỗ trợ thí nghiệm vật lý 31 2.2.1 Khái niệm dạy học nhóm 31 2.2.2 Đặc điểm tổ chức dạy học vật lý theo nhóm 32 2.2.3 Một số kiểu tổ chức dạy học theo nhóm 33 2.2.4 Các phương tiện hỗ trợ tổ chức dạy học vật lý theo nhóm 37 - ii 2.2.4.1 Phiếu học tập 38 2.2.4.2 Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm 38 2.2.4.3 Các phương tiện trực quan khác 38 2.2.4.4 Thí nghiệm 39 2.2.5 Tổ chức dạy học nhóm với hỗ trợ thí nghiệm vật lý 40 2.2.5.1 Tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh qua tổ chức dạy học nhóm với hỗ trợ thí nghiệm vật lý 40 2.2.5.2 Các yêu cầu tổ chức dạy học nhóm với hỗ trợ thí nghiệm vật lý 41 2.2.5.3 Ưu điểm hạn chế tổ chức dạy học nhóm với hỗ trợ TNVL 42 2.2.5.4 Các hình thức tổ chức dạy học vật lý theo nhóm với hỗ trợ thí nghiệm………44 2.3 Thí nghiệm tự tạo 46 2.3.1 Khái niệm 46 2.3.2 Phân loại thí nghiệm tự tạo sử dụng vật lý trường phổ thông 47 2.3.3 Ưu điểm hạn chế thí nghiệm tự tạo sử dụng dạy học vật lý 49 2.3.4 Vai trị việc tự tạo thí nghiệm dạy học vật lý 49 2.3.5 Yêu cầu khai thác, tự tạo thí nghiệm dạy học vật lý 51 2.3.6 Các mức độ khai thác, tự tạo thí nghiệm dạy học vật lý 51 2.3.7 Quy trình tự tạo thí nghiệm……………….……………………………………… 53 2.4 Khai thác, sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ tổ chức dạy học nhóm dạy học vật lý trường phổ thông 54 2.4.1 Sự cần thiết khai thác, sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ tổ chức dạy học vật lý theo nhóm 54 2.4.2 Một số yêu cầu sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ tổ chức dạy học vật lý theo nhóm Trung học sở 57 2.4.3 Sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ tổ chức dạy học vật lý theo nhóm nghiên cứu kiến thức 58 2.4.3.1.Các mức độ hỗ trợ thí nghiệm tự tạo tổ chức dạy học nhóm………….58 2.4.3.2 Tổ chức dạy học nhóm để hình thành kiến thức với hỗ trợ thí nghiệm tự tạo………………………………………………………………… ………………….58 2.4.4 Sử dụng thí nghiệm tự tạo tiết thực hành thí nghiệm 62 2.4.4.1 Các mức độ hỗ trợ…………………………………………………….……….…62 2.4.4.2 Tổ chức thực hành với hỗ trợ thí nghiệm tự tạo…………………… … 62 2.4.5 Sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ tự học theo nhóm nhà 65 2.4.5.1 Các mức độ hỗ trợ thí nghiệm tự tạo…………………………………… …65 2.4.5.2 Tổ chức tự học theo nhóm nhà với hỗ trợ thí nghiệm tự tạo…… … 66 2.4.6 Quy trình thiết kế tiến trình dạy học nhóm với hỗ trợ thí nghiệm tự tạo 70 2.5 Thực trạng vấn đề sử dụng thí nghiệm tự tạo dạy học nhóm THCS 72 2.5.1 Kết điều tra qua ý kiến giáo viên 72 - iii 2.5.2 Kết điều tra qua ý kiến học sinh 73 2.5.3 Nguyên nhân thực trạng 74 2.6 Kết luận chương 2…………………….…………………….……………… … 75 Chƣơng SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO HỖ TRỢ TỔ CHỨC DẠY HỌC NHÓM MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN ĐIỆN HỌC, ĐIỆN TỪ HỌC VẬT LÝ LỚP Ở TRUNG HỌC CƠ SỞ 76 3.1 Đặc điểm cấu trúc nội dung chương trình phần Điện học, Điện từ học Vật lý lớp Trung học sở 76 3.1.1 Một số đặc điểm chung 76 3.1.2 Đặc điểm cấu trúc, nội dung chương trình phần Điện học 76 3.1.3 Đặc điểm cấu trúc, nội dung chương trình phần Điện từ học 78 3.2 Tình hình sử dụng thiết bị thí nghiệm vật lý sẵn có dạy học phần Điện học, Điện từ học Vật lý lớp THCS 80 3.3 Khai thác tự tạo thí nghiệm phần Điện học, Điện từ học lớp THCS 84 3.3.1 Bộ thí nghiệm tự tạo Điện học Vật lý lớp 84 3.3.2 Thí nghiệm tác dụng từ nam châm điện 86 3.3.3 Thí nghiệm tác dụng từ hai dây dẫn có dòng điện 87 3.3.4 Thí nghiệm tác dụng từ hai cuộn dây dẫn có dịng điện chạy qua 87 3.3.5 Thí nghiệm nghiên cứu lực điện từ 89 3.3.6 Mô hình điện kế 91 3.3.7 Mơ hình loa điện động 92 3.3.8 Mơ hình điện kế khung quay 93 3.3.9 Thí nghiệm dịng điện cảm ứng 95 3.3.10 Thí nghiệm ứng dụng loại mạch điện 97 3.3.11 Thí nghiệm ứng dụng nam châm điện 100 3.3.12 Thí nghiệm từ phổ - Đường sức từ 101 3.3.13 Thí nghiệm nhiễm từ sắt thép 102 3.3.14 Thí nghiệm tác dụng từ trường lên khung dây dẫn mang dòng điện 104 3.3.15 Thí nghiệm lực điện từ – Quy tắc bàn tay trái 104 3.3.16 Mơ hình ampe kế điện từ 106 3.3.17 Thí nghiệm tác dụng từ nam châm ống dây có dịng điện chạy qua 107 3.3.18 Mơ hình động điện chiều 107 3.3.19 Thí nghiệm điều kiện xuất dịng điện cảm ứng 108 3.3.20 Mô hình máy phát điện 110 3.3.21 Thí nghiệm biến đổi dòng điện chiều thành xoay chiều ngược lại 114 3.3.22 Mơ hình máy biến 116 3.3.23 Thí nghiệm phân biệt tác dụng từ dòng điện chiều dòng điện xoay chiều 117 - iv 3.3.24 Thí nghiệm ứng dụng tượng cảm ứng điện từ - Đàn điện từ 118 3.4 Tiến trình dạy học nhóm với hỗ trợ thí nghiệm tự tạo số kiến thức phần Điện học, Điện từ học vật lý THCS 120 3.4.1 Tiến trình tổ chức DH Sự phụ thuộc điện trở vào chiều dài dây dẫn 120 3.4.2 Giáo án bài: Sự phụ thuộc điện trở vào chiều dài dây dẫn 122 3.5 Kết luận chương 129 Chƣơng THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 131 4.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 131 4.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm vòng 131 4.1.2 Mục đích thực nghiệm sư phạm vịng 131 4.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 131 4.3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 132 4.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 132 4.4.1 Điều tra, thăm dò, chọn mẫu 132 4.4.2 Phương pháp tiến hành thực nghiệm sư phạm 134 4.4.2.1 Thực nghiệm sư phạm vòng 135 4.4.2.2 Thực nghiệm sư phạm vòng 135 4.5 Đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 136 4.5.1 Tiêu chí đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 136 4.5.2 Các tham số thống kê đặc trưng 139 4.5.3 Đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 140 4.5.3.1 Đánh giá định tính sau thực nghiệm sư phạm vịng 140 4.5.3.2 Đánh giá định lượng sau thực nghiệm sư phạm vòng 144 4.6 Kết luận chương 157 KẾT LUẬN 159 TÀI LIỆU THAM KHẢO 163 PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: Kết thực nghiệm sư phạm…………………… ……….…… ………P1 PHỤ LỤC 2: Kết điều tra thực trạng vấn đề khai thác, sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ tổ chức dạy học Vật lý theo nhóm trường THCS địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế …….…………….…… ……………………………………………………… P4 PHỤ LỤC 3: Khai thác, tự tạo thí nghiệm soạn thảo tiến trình dạy học sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ tổ chức day học nhóm số kiến thức phần Điện học, Điện từ học Vật lý lớp THCS ……………… ………… ……………….………… …P10 PHỤ LỤC 4: Phiếu điều tra đề kiểm tra thực nghiệm sư phạm.… …….…,… P71 PHỤ LỤC 5: Một số hình ảnh thực nghiệm sư phạm trường THCS……….…… P85 -v- DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 So sánh khác PPDH tập trung GV tập trung HS 27 Bảng 3.1 Tình hình sử dụng TN giáo khoa DH số nội dung phần Điện học, Điện từ học VL lớp THCS 81 Bảng 3.2 Phiếu học tập số 122 Bảng 4.1 Kết học tập môn VL HS lớp chọn làm TNg sư phạm lần 1…… 134 Bảng 4.2 Kết học tập môn VL HS lớp chọn làm TNg sư phạm lần 2…… 134 Bảng 4.3 Tổng hợp lớp Tng ĐC vòng TNg sư phạm…………………… 135 Bảng 4.4 Một số biểu tính tích cực, hiệu HS học tập theo nhóm với hỗ trợ TN trường THCS 141 Bảng 4.5 Bảng thống kê điểm số kiểm tra 2-1 144 Bảng 4.6 Bảng phân phối tần suất điểm số kiểm tra 2-1 145 Bảng 4.7 Bảng phân phối tần suất luỹ tích điểm số kiểm tra 2-1 145 Bảng 4.8 Bảng phân loại theo học lực kiểm tra 2-1 145 Bảng 4.9 Bảng tổng hợp tham số kiểm tra 2-1 145 Bảng 4.10 Bảng thống kê điểm số kiểm tra 2-2 146 Bảng 4.11 Bảng phân phối tần suất điểm số kiểm tra 2-2 146 Bảng 4.12 Bảng phân phối tần suất luỹ tích điểm số kiểm tra 2-2 146 Bảng 4.13 Bảng phân loại theo học lực kiểm tra 2-2 146 Bảng 4.14 Bảng tổng hợp tham số kiểm tra 2-2 146 Bảng 4.15 Bảng thống kê điểm số kiểm tra 2-3 147 Bảng 4.16 Bảng phân phối tần suất điểm số kiểm tra 2-3 147 Bảng 4.17 Bảng phân phối tần suất luỹ tích điểm số kiểm tra 2-3 147 Bảng 4.18 Bảng phân loại theo học lực điểm kiểm tra 2-3 148 Bảng 4.19 Bảng tổng hợp tham số kiểm tra 2-3 148 Bảng 4.20 Bảng thống kê điểm số kiểm tra 2-4 148 Bảng 4.21 Bảng phân phối tần suất điểm số kiểm tra 2-4 149 Bảng 4.22 Bảng phân phối tần suất luỹ tích điểm số kiểm tra 2-4 149 Bảng 4.23 Bảng phân loại theo học lực điểm kiểm tra 2-4 149 Bảng 4.24 Bảng tổng hợp tham số điểm kiểm tra 2-4 149 Bảng 4.25 Bảng thống kê điểm số kiểm tra 2-5 150 Bảng 4.26 Bảng phân phối tần suất điểm số kiểm tra 2-5 150 Bảng 4.27 Bảng phân phối tần suất luỹ tích điểm số kiểm tra 2-5 150 Bảng 4.28 Bảng phân loại theo học lực điểm kiểm tra 2-5 150 Bảng 4.29 Bảng tổng hợp tham số kiểm tra 2-5 150 Bảng 4.30 Bảng thống kê điểm số kiểm tra 2-6 151 Bảng 4.31 Bảng phân phối tần suất điểm số kiểm tra 2-6 151 - vi Bảng 4.32 Bảng phân phối tần suất luỹ tích điểm số kiểm tra 2-6 151 Bảng 4.33 Bảng phân loại theo học lực điểm số kiểm tra 2-6 152 Bảng 4.34 Bảng tổng hợp tham số điểm kiểm tra 2-6 152 Bảng 4.35 Bảng thống kê điểm số tổng kiểm tra 152 Bảng 4.36 Bảng phân phối tần suất điểm số tổng kiểm tra 152 Bảng 4.37 Bảng phân phối tần suất luỹ tích điểm số tổng kiểm tra 153 Bảng 4.38 Bảng phân loại theo học lực tổng điểm kiểm tra 153 Bảng 4.39 Bảng tổng hợp tham số tổng điểm kiểm tra 153 Bảng 4.40 Bảng số liệu tổng thể t hai nhóm TNg ĐC 155 DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ HÌNH Hình 3.1 a,b,c Bộ thí nghiệm Điện học VL lớp 85 Hình 3.2 TN tác dụng từ nam châm điện 86 Hình 3.3 TN tác dụng từ dòng điện, lực điện từ 88 Hình 3.4.a,b TN tác dụng từ hai cuộn dây có dịng điện chạy qua 89 Hình 3.5 TN lực điện từ lên đoạn dây dẫn thẳng 90 Hình 3.6.a,b TN lực điện từ lên khung dây dẫn có nhiều vịng 91 Hình 3.7 Mơ hình điện kế 92 Hình 3.8 Mơ hình loa điện động 93 Hình 3.9.a,b Mơ hình điện kế khung quay 94 Hình 3.10.a,b TN dịng điện cảm ứng 95 Hình 3.11.a,b TN dịng điện cảm ứng 96 Hình 3.12.a,b TN dòng điện cảm ứng 97 Hình 3.13.a,b Bảng điện để đánh giá câu hỏi trắc nghiệm khách quan 98 Hình 3.14 Mạch điện kiểm tra trắc nghiệm ghép đôi 100 Hình 3.15 TN ứng dụng nam châm điện 101 Hình 3.16 TN xác định đường sức từ ống dây có dịng điện chạy qua 102 Hình 3.17.a,b TN nhiễm từ sắt thép 103 Hình 3.18.a,b.c TN lực điện từ tác dụng lên khung dây dẫn có dịng điện chạy qua 105 Hình 3.19 Mơ hình ampe kế điện từ 106 Hình 3.20.a,b Mơ hình động điện chiều 108 Hình 3.21.a,b,c Động điện chiều tự tạo 108 Hình 3.22.a, b, c, TN điều kiện xuất dòng điện cảm ứng 109 Hình 3.23.a,b,c TN máy phát điện xoay chiều 111 Hình 3.24.a,b,c TN máy phát điện xoay chiều dùng tuabin nước 112 Hình 3.25 TN máy phát điện xoay chiều dùng tay quay 113 - vii Hình 3.26 Bộ biến đổi dịng điện 114 Hình 3.27.a,b,c TN biến đổi dịng điện chiều thành xoay chiều 115 Hình 3.28.a,b TN vận dụng biến đổi dòng điện để nghiên cứu máy biến thế, loa điện động 115 Hình 3.29.a,b,c Mơ hình cấu tạo loại máy biến đơn giản 117 Hình 3.30.a, b TN phân biệt tác dụng từ dòng điện 118 Hình 3.31.a, b TN ứng dụng tượng cảm ứng điện từ - Đàn điện từ 119 SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1 Cấu trúc tổ chức dạy học nhóm DHVL trường phổ thơng 37 Sơ đồ 2.2 Quy trình tự tạo thí nghiệm 53 Sơ đồ 2.3 Quy trình DH hình thành kiến thức theo tổ chức DH nhóm với hỗ trợ TNTT 65 Sơ đồ 2.4 Quy trình tổ chức DH thực hành TN với hỗ trợ TNTT 65 Sơ đồ 2.5 Quy trình tổ chức tự học nhà theo nhóm với hỗ trợ TNTT 68 Sơ đồ 2.6 Quy trình thiết kế tiến trình tổ chức DH nhóm với hỗ trợ TNTT 70 Sơ đồ 3.1 Sơ đồ cấu trúc kiến thức phụ thuộc điện trở vào chiều dài, tiết diện chất liệu dây dẫn chương trình VL THCS 122 BIỂU ĐỒ Biểu đồ 4.1 Đường phân bố tần suất lũy tích điểm kiểm tra 2-1 145 Biểu đồ 4.2 Phân loại theo học lực theo điểm kiểm tra 2-1 145 Biểu đồ 4.3 Đường phân bố tần suất lũy tích điểm kiểm tra 2-2 147 Biểu đồ 4.4 Phân loại theo học lực điểm kiểm tra 2-3 147 Biểu đồ 4.5 Đường phân bố tần suất lũy tích điểm kiểm tra 2-3 148 Biểu đồ 4.6 Phân loại theo học lực điểm kiểm tra 2-3 148 Biểu đồ 4.7 Đường phân bố tần suất lũy tích điểm kiểm tra 2-4 149 Biểu đồ 4.8 Phân loại theo học lực điểm kiểm tra 2-4 149 Biểu đồ 4.9 Đường phân bố tần suất lũy tích điểm kiểm tra 2-5 151 Biểu đồ 4.10 Phân loại theo học lực điểm kiểm tra 2-5 151 Biểu đồ 4.11 Đường phân bố tần suất lũy tích điểm kiểm tra 2-6 152 Biểu đồ 4.12 Phân loại theo học lực tổng điểm kiểm tra 2-6 152 Biểu đồ 4.13 Đường phân bố tần suất lũy tích tổng điểm kiểm tra 153 Biểu đồ 4.14 Phân loại theo học lực tổng điểm kiểm tra 153 -1- PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Công nghiệp hóa, đại hóa đất nước mục tiêu quan trọng đường lối xây dựng phát triển nước ta, điều khẳng định báo cáo Ban chấp hành Trung Ương Đảng khóa XI: “ đẩy mạnh cơng nghiệp hóa, đại hóa phát triển kinh tế tri thức, đưa nước ta trở thành nước công nghiệp theo hướng đại vào năm 2020”[3] Để thực mục tiêu này, nhân tố định thắng lợi nguồn nhân lực Nhận thức (NT) rõ tầm quan trọng giáo dục nghiệp xây dựng phát triển đất nước, từ Đại hội Đảng lần thứ IX Nghị nêu rõ: "Đổi PP dạy học, phát huy tư sáng tạo lực tự đào tạo người học, coi trọng thực hành, thí nghiệm, làm chủ kiến thức, tránh nhồi nhét, học vẹt, học chay Đổi tổ chức thực nghiêm minh chế độ thi cử" [2] Tinh thần quán triệt nhấn mạnh Luật giáo dục sửa đổi năm 2009, Điều 24 - Chương là: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải biết phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh; phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ vận dụng kỹ thuật vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học tập cho học sinh” [57] Như giáo dục Việt Nam cần đổi cách toàn diện mục tiêu, nội dung, phương pháp (PP) hình thức tổ chức dạy học (DH) Trong đó, vấn đề đổi phương pháp dạy học (PPDH) hình thức tổ chức dạy học nhằm tích cực hố hoạt động nhận thức học sinh (HS), phát huy tính chủ động, sáng tạo lực tự học, tự nghiên cứu cho học sinh yêu cầu cấp thiết thực tiễn Trong dạy học vật lý (DHVL) trường phổ thông, nội dung kiến thức chủ yếu vật lý (VL) thực nghiệm (TNg) , hầu hết khái niệm, định luật, thuyết vật lý… rút sở khảo sát, phân tích kết có từ việc tiến hành thí nghiệm (TN) Vì vậy, dạy học vật lý khơng đơn cung cấp cho học sinh kiến thức mà điều quan trọng phải trang bị kỹ (KN), kỹ xảo thực hành như: gia công, lắp ráp, tiến hành thí nghiệm để thu thập xử lý kết Thực trạng dạy học trường phổ thông nặng thông báo, thuyết -2trình diễn giải Học sinh học tập theo lối ghi nhớ tái nên khả vận dụng tri thức vào thực tiễn hạn chế Do đó, vấn đề đổi phương pháp dạy học cần thực theo định hướng cụ thể sau: tăng cường sử dụng phương pháp dạy học nhằm phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo học sinh; chuyển mạnh từ phương pháp nặng diễn giảng giáo viên (GV) sang phương pháp nặng tổ chức cho học sinh (HS) hoạt động để tự lực chiếm lĩnh kiến thức kỹ năng; tăng cường học tập cá nhân, phối hợp cách hài hồ với học tập hợp tác nhóm; coi trọng việc bồi dưỡng phương pháp tự học; coi trọng việc rèn luyện kỹ ngang tầm với việc truyền thụ kiến thức; tăng cường khai thác, sử dụng thí nghiệm phương tiện trực quan dạy học vật lý [7] Để thực hiệu đổi phương pháp dạy học dạy học vật lý theo định hướng nêu ln cần có hỗ trợ thiết bị thí nghiệm, phương tiện trực quan Cơ sở vật chất trường phổ thơng cịn nhiều hạn chế chưa đáp ứng nhu cầu đổi phương pháp thực tiễn dạy học vật lý Cụ thể là: chưa đủ số lượng thí nghiệm để tổ chức dạy học nhóm; chưa có nhiều phương án thí nghiệm để học sinh lựa chọn dạy học với phương pháp bàn tay nặn bột; phương pháp dạy học theo dự án khó thực cần có thiết bị thí nghiệm, dụng cụ để tổ chức hoạt động học tập cho học sinh… Do đó, vấn đề tự tạo thí nghiệm để hỗ trợ cho việc tổ chức hoạt động học tập học sinh vấn đề cấp thiết nhà nghiên cứu giáo dục quan tâm giải thời gian qua Đặc biệt, nội dung kiến thức vật lý dạy học trung học sở (THCS) thường liên quan đến tượng, trình vật lý bản, đơn giản, định tính nên phù hợp với loại thí nghiệm đơn giản mà giáo viên học sinh tự tạo để sử dụng, thí nghiệm tự tạo (TNTT) Thí nghiệm tự tạo có nhiều ưu điểm trội như: tạo từ vật liệu thơng thường sống nên dễ tìm kiếm; thao tác gia công, lắp ráp tiến hành thường đơn giản, không nhiều thời gian nên dễ tự tạo; sử dụng thí nghiệm nhanh gọn, cho kết rõ ràng, dễ gắn kết logic học nên có tính khả thi Khơng Việt Nam, thí nghiệm tự tạo sử dụng phổ biến nhiều nước phát triển giới Mỹ, Đức, Canada, Ai Cập [13]; [19]; [33] tính đơn giản lại có hiệu cao dạy học Thí nghiệm tự tạo cịn thể tính sáng tạo người làm nó, sử dụng thí nghiệm tự tạo -3để hỗ trợ cho hoạt động học tập tìm tịi, khám phá nghiên cứu khoa học học sinh dạy học vật lý trường phổ thông Phần Điện học, Điện từ học chương trình Vật lý lớp Trung học sở có nhiều tượng, trình gần gũi với thực tiễn sống nội dung kiến thức lại trừu tượng Dạy học nội dụng địi hỏi phải trực quan hóa tượng, q trình vật lý thơng qua thí nghiệm mơ phương tiện nghe nhìn [65] Thực tiễn dạy học vật lý trường trung học sở cho thấy giáo viên nhiều thời gian để thuyết trình, diễn giải mô tả học sinh không hiểu hết chất tượng, trình vật lý cần nghiên cứu Đặc biệt hầu hết học sinh chưa vận dụng kiến thức học vào thực tiễn sống Nguyên nhân hạn chế phần giáo viên chưa quan tâm khai thác, sử dụng thí nghiệm tự tạo để khắc phục hạn chế sở vật chất, thiết bị thí nghiệm sẵn có, phần phương pháp dạy học, hình thức tổ chức dạy học mà giáo viên sử dụng chưa phù hợp hiệu Với đặc thù nội dung kiến thức đối tượng dạy học Vật lý lớp Trung học sở, việc tăng cường tổ chức hoạt động học tập theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động nhận thức học sinh dạy học theo nhóm góp phần nâng cao hiệu dạy học Tổ chức dạy học nhóm ln gắn liền với việc hoạt động nhóm học sinh, dạy học vật lý, hoạt động lắp ráp, tiến hành thí nghiệm, thu thập thơng tin, xử lý kết hợp tác, hỗ trợ tự để chủ động tìm kiến thức cần nghiên cứu Như vậy, nghiên cứu phối hợp khai thác, sử dụng thí nghiệm tự tạo với tổ chức dạy học nhóm phần Điện học, Điện từ học Vật lý lớp Trung học sở vấn đề cấp thiết nhằm đổi phương pháp dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh, góp phần nâng cao hiệu dạy học vật lý trường phổ thông Xuất phát từ lý trên, lựa chọn nghiên cứu đề tài: “Khai thác, sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ tổ chức dạy học nhóm số kiến thức phần Điện học, Điện từ học Vật lý lớp Trung học sở” Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu khai thác, tự tạo TN đề xuất quy trình tổ chức DH nhóm với hỗ trợ TNTT để vận dụng vào tổ chức DH số kiến thức phần Điện học, Điện từ học VL lớp THCS nhằm tích cực hóa hoạt động NT HS -43 Giả thuyết khoa học Nếu đề xuất quy trình tổ chức DH nhóm với hỗ trợ TNTT khai thác, tự tạo tích cực hóa hoạt động NT HS, qua góp phần nâng cao chất lượng hiệu DHVL trường phổ thông Đối tượng phạm vi nghiên cứu Hoạt động dạy học VL trường THCS, sâu khai thác, tự tạo sử dụng TN hỗ trợ tổ chức DH nhóm nhằm tích cực hóa hoạt động NT HS DH số kiến thức phần Điện học, Điện từ học VL lớp THCS Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt mục đích nghiên cứu đề ra, đề tài tập trung thực nhiệm vụ cụ thể sau: - Nghiên cứu sở lý luận việc sử dụng TNTT hỗ trợ tổ chức DH nhóm theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực, chủ động hoạt động NT HS DHVL - Nghiên cứu nội dung, chương trình sách giáo khoa (SGK) mơn VL, tập trung nội dung liên quan đến thiết bị TN, PP sử dụng thí nghiệm vật lý (TNVL) DH phần Điện học, Điện từ học VL lớp Xác định mục tiêu DH, phân tích đặc điểm nội dung chương trình để khai thác, tự tạo sử dụng TN hỗ trợ tổ chức DH nhóm số kiến thức phần Điện học, Điện từ học VL THCS hành - Tìm hiểu thực trạng việc sử dụng TNVL nói chung, TNTT nói riêng vấn đề vận dụng tổ chức DH nhóm GV vào DHVL số trường THCS địa bàn tỉnh Thừa Thiên - Huế - Đề xuất quy trình tự tạo TN DHVL, quy trình sử dụng TNTT hỗ trợ tổ chức DH nhóm quy trình thiết kế tiến trình tổ chức DH theo hình thức - Khai thác tự tạo TN phần Điện học, Điện từ học VL lớp THCS - Thiết kế tiến trình DH nhóm với hỗ trợ TNTT số kiến thức phần Điện học, Điện từ học VL THCS - TNg sư phạm nhằm kiểm nghiệm đánh giá: tính khả thi TNTT hỗ trợ tổ chức DH nhóm; tính khoa học, hiệu quy trình, tiến trình DH đề xuất Phương pháp nghiên cứu 6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu văn kiện Đảng, sách Nhà nước với -5chỉ thị Bộ Giáo dục Đào tạo vấn đề đổi PPDH cấp học, bậc học - Nghiên cứu sở tâm lý học, giáo dục học lý luận DH mơn theo hướng tích cực hóa hoạt động NT HS DHVL THCS - Nghiên cứu mục tiêu, nội dung nhiệm vụ DH môn VL THCS - Nghiên cứu vai trò TNTT, sở lý luận vấn đề đổi PPDH theo hướng tích cực hóa hoạt động NT HS thơng qua phát huy tính tích cực, tự lực chủ động HS hoạt động học tập nhóm với hỗ trợ TNTT 6.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Đàm thoại với GV HS kết hợp điều tra phiếu để khảo sát thực tiễn sở vật chất vấn đề sử dụng TNVL nói chung, TNTT nói riêng DHVL THCS - Nghiên cứu khả hỗ trợ TNTT DHVL theo nhóm THCS - Tìm hiểu TNVL lớp THCS trang bị nhà trường nhằm phát hạn chế DH, làm sở đề xuất cách khai thác TNTT đề xuất biện pháp sư phạm hợp lý việc nâng cao hiệu DH với việc sử dụng TN nói chung TNTT nói riêng 6.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Tiến hành điều tra, thăm dò, trao đổi ý kiến với GV trường THCS địa bàn tỉnh Thừa Thiên - Huế việc khai thác, sử dụng TNTT hỗ trợ tổ chức DH nhóm - Tiến hành TNg sư phạm trường THCS có đối chứng (ĐC) để kiểm nghiệm tính khả thi hiệu TN khai thác, tự tạo tiến trình DH soạn thảo Từ đó, đánh giá cách khách quan vai trò TNTT hỗ trợ tổ chức DH nhóm Đó sở thiết thực góp phần đổi PPDH, nâng cao chất lượng hiệu DHVL trường THCS 6.4 Phương pháp thống kê toán học Sử dụng PP thống kê mơ tả thống kê kiểm định để trình bày kết TNg sư phạm khác biệt kết học tập hai nhóm ĐC TNg Những đóng góp luận án - Về mặt lý luận: Góp phần làm phong phú thêm sở lý luận thực tiễn việc khai thác, sử dụng TNTT hỗ trợ tổ chức DH nhóm theo hướng tích cực hóa hoạt động NT HS Cụ thể là: -6+ Làm rõ sở lý luận việc khai thác, sử dụng TNTT hỗ trợ tổ chức DH nhóm nhằm tích cực hóa hoạt động NT HS DHVL + Đề xuất quy trình tự tạo TN, quy trình thiết kế tiến trình DH sử dụng TNTT hỗ trợ tổ chức DH nhóm dạng học nhằm tích cực hóa hoạt động NT HS DHVL trường phổ thông - Về mặt thực tiễn: + Khai thác, tự tạo 40 TN số nội dung phần Điện học, Điện từ học VL lớp THCS + Thiết kế tiến trình DH nhóm với hỗ trợ TNTT số kiến thức phần Điện học, Điện từ học VL lớp THCS theo hướng tích cực hóa hoạt động NT HS Cấu trúc luận án Luận án gồm phần sau: - Phần Mở đầu (5 trang); - Phần Nội dung gồm chương: Chương Tổng quan vấn đề nghiên cứu (19 trang) Chương Cơ sở lý luận thực tiễn khai thác, sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ tổ chức dạy học nhóm dạy học vật lý trường phổ thơng (50 trang) Chương Sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ tổ chức dạy học nhóm số kiến thức phần Điện học, Điện từ học Vật lý THCS (55 trang) Chương Thực nghiệm sư phạm (28 trang) - Phần Kết luận (3 trang); - Cơng trình liên quan đến luận án cơng bố (8 cơng trình); - Phần Tài liệu tham khảo (110 tài liệu); - Phần Phụ lục (88 trang) -7- Chƣơng TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Các nghiên cứu nƣớc tổ chức dạy học vật lý theo nhóm 1.1.1 Các nghiên cứu nước Từ năm đầu kỉ 20, DH tương tác hoạt động nhóm nhiều nhà khoa học giới quan tâm nghiên cứu Dựa ý tưởng tất làm việc, chia sẻ thơng tin với để đạt mục đích cuối cùng, John Amos Comenius đưa ý tưởng vào lớp học cho HS học nhiều từ cách học tập [108] John Dewey, nhà giáo dục theo xu hướng thực dụng Mỹ, coi người khởi xướng xu DH hợp tác vào đầu năm 1900 Với việc xây dựng "kiểu nhà trường hoạt động", ông cho rằng: trẻ em học nhiều điều thông qua giao tiếp, học tập hứng thú trẻ tham gia hoạt động rút kinh nghiệm cho Chính John Dewey đưa hình thức hoạt động hợp tác học tập vào lớp học nhằm dạy cho người sống, làm việc với John Dewey ý phát triển hình thức học tập theo nhóm đề lý thuyết DH nhóm dựa sở tâm lý Jean Piaget Lep Vưgoski [50]; [92]; [108] Theo quan điểm tâm lý học lịch sử, Lep Vưgoski cho chức tâm lý cấp cao xuất trước hết mức độ liên nhân cách cá nhân, trước chúng tồn mức độ tâm lý bên Chính vậy, lớp học, cần coi trọng khám phá có trợ giúp tự khám phá Từ cần rút nguyên tắc DH cần tổ chức cho HS học tập với trợ giúp, hỗ trợ bạn học, học tập giúp HS lĩnh hội kiến thức tốt Còn theo Jean Piaget với thuyết mâu thuẫn NT xã hội cho rằng: tương tác nhau, mâu thuẫn NT xã hội xuất tạo cân NT người Các tranh luận diễn liên tục giải Trong q trình đó, lý lẽ, lập luận chưa đầy đủ bổ sung điều chỉnh Như vậy, học q trình xã hội, người liên tục đấu tranh giải mâu thuẫn NT [30]; [86] Từ John Dewey cho rằng: mơi trường có ảnh hưởng lớn tới phát triển nhân cách HS, muốn HS học tốt phải tạo cho em mơi trường gần với đời sống hàng ngày Một môi trường mơi trường làm việc chung, làm việc hợp tác theo nhóm nhỏ, tạo cho HS thói quen trao đổi kinh nghiệm, có hội phát triển lý luận, ngơn ngữ [108] Người có ảnh hưởng lớn đến lý thuyết DH hợp tác theo nhóm nhà tâm lí học xã hội Kurt Lewin, ơng người có ảnh hưởng đến hình thành -8phát triển trào lưu “Tương tác nhóm” vào đầu năm 1940 Kurt Lewin đề “thuyết phụ thuộc lẫn xã hội” hay gọi “thuyết tương tác xã hội” dựa sở Kurt Koffka, người đề xuất khái niệm “Nhóm phải có phụ thuộc lẫn thành viên” Kurt Lewin đưa khái niệm nhóm phải có hai yếu tố: phụ thuộc lẫn thành viên nhóm, nhóm phải động hơn, có tác động tích cực đến thành viên; tình trạng gắng sức thành viên nhóm động lực để thúc đẩy hoàn thành mục tiêu [30]; [99]; [108] Sau đó, năm 1962, Morton Deutsch tiếp tục xây dựng mở rộng lý luận phụ thuộc lẫn xã hội nhằm hoàn thiện lý thuyết hoạt động nhóm, ơng xây dựng lý thuyết hợp tác cạnh tranh Lý thuyết Morton Deutsch mở rộng áp dụng cho giáo dục, đặc biệt vận dụng tác giả trường Đại học Minnesota Mỹ [12]; [46] Ngoài cịn có số nhà tâm lí giáo dục học nghiên cứu vấn đề DH nhóm như: Aronson, hai anh em nhà Johnson Elliot Aronson với mơ hình lớp học Jigsaw sử dụng Austin Texas vào năm 1978 Jigsaw dựa nhu cầu thiết yếu lúc giảm căng thẳng xung đột sắc tộc HS khác màu da loại bỏ cạnh tranh cá nhân lớp học Mô hình yêu cầu HS phải biết chia sẻ kiến thức, kinh nghiệm với để nhóm học tập đạt kết tốt Có thể nói Jigsaw đánh dấu bước ngoặc quan trọng việc hồn thiện hình thức tổ chức hoạt động hợp tác theo nhóm DH Năm 1989, hai anh em nhà Johnson khảo sát nghiên cứu 193 trường hợp đúc kết rằng: học hợp tác theo nhóm HS học hỏi nhiều so với cách học truyền thống Các nhà nghiên cứu giáo dục Mỹ như: Robert Slavin, Kagan, Sholmo, Sharan chứng minh tính hiệu PPDH theo hướng tạo hội cho HS hợp tác việc hình thành KN xã hội, phát triển tư NT khả hòa nhập với giới xung quanh Vào năm 1996, lần PPDH hợp tác thức áp dụng số trường Đại học Mỹ, hội nghị nghiên cứu vấn đề học hợp tác lần đầu tổ chức Minneapolis (Mỹ) đánh giá cao PPDH [108] Như vậy, thời gian dài, nhà nghiên cứu nước xây dựng, hồn thiện PPDH hợp tác theo nhóm sở ba quan điểm: quan điểm phát triển NT; quan điểm hành vi; phụ thuộc lẫn xã hội Các tác giả cho tổ chức DH nhóm góp phần rèn luyện lực hợp tác, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo người học Hiện DH hợp tác nhóm thu hút quan tâm, nghiên cứu để vận dụng vào DH nhiều nhà giáo dục giới nước có giáo dục phát triển Mỹ, Nhật, Anh, Đức [34]